Médico con una maqueta de una articulación. / Imagen de Envato
El precio de ser humanos: la evolución dejó nuestro cartílago más expuesto a la artrosis que el de gorilas y chimpancés
Un estudio publicado en Nature revela que los cambios genéticos acumulados durante la evolución humana dejaron nuestro cartílago con entre tres y cuatro veces menos glicosaminoglicanos que el de los grandes simios, lo que podría hacernos más vulnerables al desgaste articular
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Los humanos y los grandes simios compartimos buena parte de nuestra biología, pero hay una diferencia que llama la atención en las consultas de traumatología. Se tratan de las enfermedades degenerativas del esqueleto, como la artrosis, que son mucho más frecuentes en las personas que en el resto de primates. Hasta ahora se atribuía sobre todo a factores como el envejecimiento, el sobrepeso o el estilo de vida, pero un nuevo estudio apunta a una causa más antigua y que está escrita en nuestro propio ADN.
La investigación, publicada en la revista Nature y liderada por el Instituto Weizmann de Ciencias de Israel, ha comparado el cartílago y la regulación de los genes de humanos y grandes simios. Su conclusión es que, durante la evolución humana, una serie de cambios genéticos redujeron la producción de glicosaminoglicanos (GAG), unas moléculas esenciales para que el cartílago soporte la presión.
El resultado es que las articulaciones humanas tienen entre tres y cuatro veces menos de estas moléculas que las de chimpancés, gorilas, bonobos u orangutanes. Según los autores, esa diferencia podría contribuir a que seamos más vulnerables al desgaste articular.
¿Qué son los glicosaminoglicanos y por qué importan?
El cartílago articular es el tejido que recubre los extremos de los huesos y permite que se deslicen sin rozarse. Su resistencia depende en gran medida de los glicosaminoglicanos, que suponen entre el 15% y el 30% de su peso seco y son el componente más abundante después del colágeno. Además, estas moléculas atraen el agua y permiten que el cartílago absorba los impactos y aguante la carga.
Lo cierto es que su relevancia en la artrosis ya era conocida. Los autores recuerdan que estudios previos han observado entre un 25% y un 38% menos de GAG en pacientes con artrosis o con degeneración de los discos intervertebrales. De hecho, la administración de GAG dentro de la articulación se usa ya como tratamiento de la artrosis.
Un rastreo de cientos de miles de cambios en el ADN
Para buscar el origen de las diferencias entre especies, los investigadores se centraron en las regiones del ADN que regulan la actividad de los genes, más que en los genes en sí. Analizaron 561.410 cambios en el ADN que se fijaron en el linaje humano tras separarse del de los grandes simios. Para ello usaron una técnica que permite probar cientos de miles de fragmentos de ADN a la vez, y los introdujeron, en su versión humana y en su versión ancestral, en condrocitos, las células que forman el cartílago.
De los más de 65.000 pares de secuencias que mostraron actividad, unos 15.000 funcionaban de forma distinta según fuera la versión humana o la ancestral. Muchos de esos cambios afectaban a genes relacionados con la formación y el metabolismo del GAG. No obstante, el equipo lo comprobó con un segundo método. Este consistía en células híbridas que contienen a la vez el genoma humano y el de un chimpancé o un gorila, transformadas en el laboratorio en células precursoras de hueso y cartílago.
De esta forma, como los dos genomas comparten el mismo entorno celular, las diferencias de actividad entre ellos solo pueden deberse a su propia secuencia de ADN. El resultado de este método fue coherente, pues de los 21 genes de producción de GAG que funcionaban de forma diferente, 17 estaban menos activos en la versión humana. Uno de ellos, el gen CSGALNACT1, mostraba un 42% menos de actividad que en el chimpancé y un 34% menos que en el gorila.
Artrosis. / Imagen de Envato
Entre 2,6 y 4 veces menos en cada articulación
El último paso fue medir directamente el contenido de GAG en el cartílago. Los investigadores analizaron 139 muestras de 42 personas y de siete grandes simios, de ocho localizaciones distintas: hombro, codo, muñeca, cadera, rodilla y varias articulaciones de la mano.
De media, el cartílago humano tenía unas tres veces menos GAG que el de los simios; de hecho, la diferencia oscilaba entre 2,6 y 4 veces según la articulación, y se mantenía en articulaciones que soportan menos carga, como el codo, como en las que soportan más, como la cadera. Igualmente, ni la edad ni el sexo explicaban esas diferencias.
En conjunto, los autores calculan que la reducción evolutiva de GAG en humanos ronda el 62%. Es más o menos el doble de la que se observa en los pacientes con artrosis respecto a las personas sanas. El estudio encontró además una pista de que el organismo humano pudo intentar contrarrestar esa pérdida a través del gen ACAN.
Este gen contiene las instrucciones para fabricar el agrecano, la proteína que sirve de armazón a los GAG en el cartílago. En los humanos, este gen tiene de media seis repeticiones más de un fragmento que crea los puntos de anclaje de estas moléculas, lo que supone 12 puntos de anclaje adicionales. Los autores plantean que podría tratarse de una respuesta adaptativa para compensar la menor producción de GAG.
![Imagen de cerebro.](["https:\/\/s1.redaccionmedica.com\/k\/imgp\/cms\/sanitaria2000\/65250.jpg?p=w:320\/h:240&h=GYJA92JC"])
Una explicación plausible, aún no demostrada
Los investigadores proponen que la pérdida de GAG no solo moldeó la forma del esqueleto humano, sino que también pudo dejar las articulaciones más expuestas al deterioro. Aun así, el estudio no demuestra que la reducción de GAG cause la artrosis, una enfermedad en la que intervienen muchos otros factores, como la edad, la genética, el peso o las lesiones previas. Tampoco aclara por qué se produjo este cambio: algunos datos son compatibles con una relajación de la presión evolutiva que mantenía altos los niveles de GAG, y otros apuntan a cambios con un posible valor adaptativo.
Igualmente, el propio trabajo reconoce varias limitaciones. El número de simios analizados es reducido, con solo siete individuos en el análisis del cartílago, y las técnicas de laboratorio estudian fragmentos de ADN fuera de su contexto natural y en células cultivadas. Aun así, ofrece una explicación evolutiva a una pregunta que la medicina se hace desde hace tiempo: por qué nuestras articulaciones parecen menos preparadas que las de nuestros parientes más cercanos para resistir el paso de los años.
