El catedrático de Biología Celular, Rafael Sirera, publicó recientemente un interesante hilo en Twitter sobre la secuencia del genoma humano y sus implicancias. Lo reproducimos a continuación con su respectiva autorización.
Lima, 27 de abril de 2022.- Ayer (1 de abril) la revista Science publicó la noticia de secuenciación completa del genoma humano. Y ahora sí que os puedo hablar de algo que nos importa mucho: cuáles son los genes más asociados para padecer enfermedades y, curiosamente, los que nos pueden salvar como especie.
Pero no penséis que la tarea va a ser fácil, pues nos enfrentamos a una gran paradoja, ya que estos genes se han asociado con más de 100 enfermedades diferentes, pero a la vez nos pueden proteger contra otras muchas patologías, sobre todo infecciosas. ¿Cómo puede ser eso posible?
Para conocer estos genes nos vamos a ir al brazo corto del cromosoma seis y ahí, a lo largo de cuatro millones de bases se extienden los genes del HLA. Es solo un 0.13% del genoma, pero que codifica unas 150 proteínas, el 0.5% del total. Nueve de estas son la implicadas en la enfermedad.
¿Qué es el HLA? Son antígenos de histocompatibilidad y son las proteínas que identifican a una célula como propia. Y además de estar implicadas en susceptibilidades o resistencias a enfermedades, son las moléculas que provocaban los rechazos en los trasplantes.
En este hilo te voy a contar seis increíbles detalles de los genes más asombrosos que tenemos y que además son fundamentales para que el sistema inmunitario funcione correctamente.
Descubramos las auténticas peculiaridades de los genes del HLA. Ojo para los iniciados, he simplificado mucho las cosas para que se entiendan.
PRIMERO. ¿Cuán diversos genéticamente somos los humanos? Somos un 99.9% idénticos entre nosotros. Podríamos pensar que ese 0.1% que nos diferencia fuera por los genes que implican altura, color de piel, pelo u ojos o mil cosas muy evidentes.
Pero no es así. Las mayores discordancias están en los genes del HLA, que son enormemente diferentes. Los genes del HLA son los que presentan el mayor grado de polimorfismo en el genoma.
Aunque esto se complica: la mayoría de los genes polimórficos codifican proteínas que varían en un solo aminoácido, pero las proteínas MHC difieren entre sí en hasta 20 aminoácidos. Los otros genes muy polimórficos son los de los grupos sanguíneos.
En definitiva, estos genes son los que más varían entre personas y son la marca molecular que nos distingue y diferencia como individuos.
SEGUNDO. Son genes codominantes. Los seres humanos tenemos dos alelos para cada gen. Un alelo heredado de la madre y otro del padre. Simplificando para todos nuestros genes solo expresamos un alelo de los dos. Pero en el HLA expresamos los dos, el materno y el paterno.
TERCERO: Seguimos con las particularidades. De un gen tenemos una copia y por consiguiente solo tenemos una forma de cada una de las proteínas del organismo. Una mioglobina, una albúmina, etc. Pero en el caso del HLA tenemos el gen multiplicado y de forma activa.
En realidad, están agrupados en dos familias, de tipo I y II. Tenemos tres proteínas distintas de tipo I (que son A, B y C) y 6 proteínas distintas de tipo II (DR, DP y DQ). Las células producen estas en grandes cantidades, alrededor de 100 000 de estas proteínas en su superficie.
CONSECUENCIAS DE 1º A 3º. La combinatoria de estos nueve alelos maternos y paternos hace que seamos casi únicos entre millones de individuos. La evolución nos ha hecho por un lado casi iguales y, por otro lado, muy diferentes entre nosotros.
En la imagen podrás ver los miles de alelos distintos que se han descubierto para cada uno de estos genes. Por ejemplo, del HLA-B hay 2668 variantes. Y cada una de nuestras células porta dos alelos. Y otras ocho parejas de los otros genes.
CUARTO: Pero ¿cuál es el papel de estas proteínas? Seguro que no están ahí para hacernos enfermar o para dificultar los trasplantes. ¡Por supuesto que no! Son las proteínas encargadas de enseñar a los linfocitos qué es lo que hay en el interior de nuestras células, por si hubiera algo peligroso (un virus o un cáncer).
También son las proteínas que usan las células que se comen a los microorganismos (fagocitosis) para enseñarle a los linfocitos de que están constituidos los microbios. Así aprendan a reconocerlos y nos defienden de amenazas.
QUINTO: ¿Qué ventajas suponen que seamos tan distintos el HLA? ¿Por qué tenemos que expresar varias proteínas de estas a la vez? Resulta que no todos los HLA presentan con la misma eficacia los fragmentos de las proteínas que constituyen los distintos microorganismos.
Unos expresan muy bien y otras no. Al tener varias formas de HLA aumentamos la probabilidad de presentar eficazmente los componentes microbianos. Y aún más siendo diferentes garantizamos que ante un bicho dado, seguro que habrá algunos humanos que lo presentaran muy bien y no sucumbirán ante una epidemia. ¡¡Esta variabilidad es una forma garantizar la supervivencia de la especie!!
SEXTO: ¿De qué enfermedades estamos hablando? Aunque paradójicamente su papel biológico es protegernos contra las infecciones o el cáncer, también nos pueden hacer enfermar. Y como habréis podido imaginar, sobre todo enfermedades de tipo autoinmune.
Por ejemplo, para sufrir enfermedad celiaca (mal digestivo que daña el intestino delgado y altera la absorción de las vitaminas, minerales y demás nutrientes que contienen los alimentos) es necesario tener el HLA-DQ2 o el HLA-DQ8. Pero como hemos dicho las cosas no son tan sencillas como puedan parecer. Os doy un ejemplo. La mayor parte de las personas que sufren espondilitis anquilosante (enfermedad crónica inflamatoria que produce dolor y rigidez en diversos puntos del cuerpo) tienen la variante HLA-B27.
Atención, casi todos los enfermos tienen esa forma, pero no todos los que tienen HLA-B27, van a sufrir la enfermedad. Eso es muy importante; pues bien, los que tienen HLA-B27 están genéticamente protegidos contra el virus VIH y presentan progresiones de enfermedad muy, muy lentas.
SOBRE EL AUTOR. Rafael Sirera es catedrático de Biología Celular y coordinador del doctorado en Biotecnología en la Universitat Politècnica de València.
