Genes de los neandertales relacionados con un umbral de dolor más bajo

Introducción a los neandertales

Gracias a la evidencia fósil y al ADN, ahora sabemos que los neandertales vivieron junto a los primeros humanos durante al menos parte de su existencia. Es posible que hayan vivido muy De cerca, de hecho. «Algunos de nosotros llevamos, en nuestro ADN, secuencias que son genéticamente más cercanas a los neandertales que a… Homo sapiens. Estas secuencias suelen ser bastante cortas y, cuando se recopilan de todo el genoma de un individuo, representan sólo un pequeño porcentaje del ADN de ese individuo. Pierre Vauxdice un investigador postdoctoral en genética de la Universidad de Aix-Marsella.

La hipótesis del avance neandertal sugiere que estas secuencias encontradas en los humanos modernos son el resultado de… Homo sapiens Se cruzó con los neandertales hace unos 50.000 años. «Los recientes avances científicos, en particular gracias a la secuenciación de alta resolución de los genomas neandertales, han hecho de esta hipótesis una posible explicación para la convergencia de estas secuencias».

El mayor acceso a genomas neandertales de alta calidad está ayudando a los científicos a comprender los estilos de vida y la biología de nuestros ancestros antiguos. Aunque han pasado 50.000 años desde la última vez que compartimos un planeta con los neandertales, comparar sus genomas con el nuestro puede ayudar a arrojar luz sobre experiencias compartidas, como el dolor.

tEl canal de sodio Nav1.7 dependiente de voltaje desempeña un papel clave en la nocicepción: el procesamiento de estímulos nocivos como lesiones o temperatura por parte del sistema nervioso central y periférico. El dolor es la experiencia subjetiva única que surge como resultado de este procesamiento. Las mutaciones en el gen que codifica se denominan Nav1.7 SCN9A, Son de interés clínico debido a su asociación con trastornos del dolor humano, que a menudo se manifiestan como insensibilidad al dolor o como experiencia de dolor intenso.

Durante varios años, dirigido por científicos. Hugo ZebergProfesor asistente en el Instituto Karolinska, Descubrir Tres variables en SCN9A En genomas de neandertales secuenciados y en algunos humanos modernos. Estas variablesM932L, V991L Y D1908G, Se asoció con una mayor sensibilidad al dolor en los participantes del Biobanco del Reino Unido (UKBB).

el M932L, V991L Y D1908G Las variantes son muy raras en las poblaciones europeas, como el conjunto de datos del UKBB. En un nuevo estudio publicado en naturaleza, Fu y sus colegas intentaron replicar y ampliar el trabajo de Zeberg et al. Analizando los umbrales de dolor en poblaciones donde estas mutaciones son más frecuentes y entendiendo qué respuestas sensoriales se ven afectadas por ellas.

Los tres SCN9A Variables asociadas con umbrales de dolor más bajos

En los últimos años, el equipo de investigación ha realizado análisis genéticos en voluntarios de Brasil, Colombia, Chile, Perú y México, conocidos colectivamente como el grupo Candela. También estudiaron el dolor experimental específicamente en participantes colombianos, utilizando una técnica conocida como prueba sensorial cuantitativa o QST. Este protocolo implica evaluar varios umbrales de dolor al nivel inicial y luego volver a probarlos después de la aplicación de aceite de mostaza.

Los investigadores han distinguido la introducción de los neandertales en… SCN9A En ambos grupos, se encontró que las tres variantes eran comunes en todos los grupos, pero eran más comunes en poblaciones con mayor proporción de ascendencia nativa americana, como los peruanos. Aplicando el protocolo QST, encontraron los tres SCN9A Las variantes se asociaron con un umbral de dolor más bajo en respuesta al rascado de la piel después de la aplicación de aceite de mostaza. Esta respuesta no se observó en respuesta a la aplicación de calor o presión, lo que ayudó a los científicos a descifrar cómo estas variables afectan las respuestas sensoriales.

«Al medir objetivamente la sensibilidad (en lugar de subjetivamente) y trabajar con una población en la que estas mutaciones ocurren con frecuencia, hemos confirmado el origen neandertal de las mutaciones y su asociación con una mayor sensibilidad». Dr. Kaustubh AdhikariProfesor de Estadística de la Open University y coautor del estudio. «Además, identificamos que la alodinia mecánica después de la sensibilización de la piel es el tipo de dolor afectado por estas mutaciones».

La apertura de los canales de sodio en la membrana nerviosa permite que el sodio entre en la célula nerviosa y genere una corriente eléctrica. Esta corriente eléctrica es la fuerza impulsora detrás de los potenciales de acción que, en pocas palabras, permiten que las neuronas se comuniquen entre sí. “En el caso de los nervios sensoriales, sus terminales están ubicados en la piel y convierten las señales del entorno que pueden causar lesiones, como estímulos mecánicos agudos, altas temperaturas o sustancias químicas, en potenciales de acción”, explica. Dr. David Bennet, Profesor de Neurología y Neurobiología en el Departamento de Neurociencias Clínicas de Nuffield, Universidad de Oxford, Científico clínico jefe de Wellcome y Neurólogo consultor honorario. “Proponemos que los cambios genéticos cambien la estructura y, en última instancia, la función de estos canales de sodio para que sea más probable que se abran, lo que significa que es más probable que las neuronas generen potenciales de acción en respuesta a estimulación, como la fuerza mecánica aplicada a la piel por un objeto afilado Las personas experimentarán esto como un umbral de dolor más bajo, es decir, una fuerza baja provoca la percepción del dolor.

La genética de poblaciones y la neurociencia están entrelazadas

El dolor suele ser una experiencia desagradable, pero es importante. La respuesta de nuestro cuerpo a estímulos dolorosos nos ayuda a defendernos o alejarnos de estímulos potencialmente dañinos. sí SCN9A ¿Las mutaciones confieren una ventaja evolutiva? ¿Es por eso que han persistido durante miles de generaciones? En este momento, el equipo no está seguro, pero suponen que la selección natural influye. «Aún no tenemos una idea clara de cómo funciona. Por ejemplo, las mismas mutaciones podrían haber afectado también a un rasgo completamente diferente», dice Fu. «En tal caso, la selección podría haber influido en ese rasgo no específico». «La sensibilidad al dolor es sólo indirecta», afirmó, añadiendo que actualmente es un desafío investigar más a fondo estos aspectos evolutivos, sino que los investigadores se centran en comprender cómo otros genes influyen en la percepción del dolor.

Esta investigación reúne dos áreas de investigación interesantes y en constante evolución: la genética de poblaciones y la neurociencia. «En genética de poblaciones, nuestro interés es reconstruir el pasado utilizando los genomas actuales. De ahí que la posible mezcla entre neandertales y humanos modernos sea un área de gran interés. dice Andrés Ruiz Linares, profesora de genética humana en el Departamento de Genética, Evolución y Ecología de UCLA. “El interés de los investigadores por la experiencia del dolor en neurociencia va más allá de la genética: el dolor crónico, por ejemplo, es un problema de salud importante y es causado por varios factores además de la genética: el entorno, la experiencia pasada y variables psicológicas”.

Los investigadores esperan que comprender cómo las mutaciones genéticas contribuyen a los fenotipos, como la sensibilidad al dolor, sea un paso importante hacia el desarrollo de mejores tratamientos para el dolor.

Pierre Vaux, Andrés Ruiz Linares, Devi Bennett y Kaustubh Adhikari estaban hablando con Molly Campbell, escritora científica senior de Technology Networks.

referencia: Fu F, Ding L, Ramírez-Aristeguieta LM, et al. La inserción neandertal en SCN9A afecta la sensibilidad al dolor mecánico. Peines Bio. 2023;6(1):958. doi: 10.1038/s42003-023-05286-z