Los genes neandertales en la placa de Petri

Los investigadores están estudiando el ADN Neandertal que se encuentra en los humanos modernos usando células madre y organoides

22.06.2020 - Alemania

Los protocolos que permiten la transformación de líneas de células madre pluripotentes inducidas por el hombre (iPSC) en organoides han cambiado la forma en que los científicos pueden estudiar los procesos de desarrollo y les permiten descifrar la interacción entre los genes y la formación de tejidos, en particular para los órganos en los que no se dispone de tejido primario. Ahora, los investigadores están tomando esta tecnología y aplicándola para estudiar los efectos del desarrollo del ADN Neandertal.

"Utilizar las líneas de iPSC para estudiar las funciones del ADN humano arcaico es un enfoque sin explotar pero muy interesante", dice el autor principal J. Gray Camp del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva de Leipzig (Alemania) y la Universidad de Basilea (Suiza). "Nadie ha sido capaz de mirar el papel que el ADN Neandertal juega durante el desarrollo".

Los estudios han descubierto que alrededor del dos por ciento de los genomas de los humanos modernos de fuera de África están compuestos de ADN Neandertal. Este ADN arcaico es el resultado del apareamiento entre los dos grupos hace decenas de miles de años.

En el nuevo estudio, el equipo utilizó recursos de la Iniciativa sobre células madre pluripotentes inducidas por el hombre (HipSci), un consorcio internacional que proporciona datos y líneas celulares para la investigación. Casi todos los datos y líneas celulares de HipSci son de personas de ascendencia británica y del norte de Europa. Los investigadores analizaron este recurso de líneas celulares por su contenido de ADN Neandertal y anotaron variantes funcionales Neandertales para cada una de las líneas celulares.

"Algunos alelos neandertales tienen una frecuencia relativamente alta en esta población", explica Camp. "Debido a eso, este recurso de iPSC contiene ciertos genes que son homocigotos para los alelos Neandertales, incluyendo genes asociados con el color de la piel y el cabello que son altamente prevalentes en los europeos".

El equipo de Camp utilizó cuatro líneas celulares para generar organoides cerebrales y generó datos de secuenciación de ARN unicelular para analizar su composición celular. Demostraron que estos datos transcriptómicos podían ser usados para rastrear el ARN derivado del Neandertal a través de los procesos de desarrollo. "Este es un estudio de prueba que muestra que se pueden utilizar estos recursos para estudiar la actividad del ADN Neandertal en un proceso de desarrollo", dice Camp. "El verdadero desafío será aumentar el número de líneas en un experimento, pero esto ya está empezando a ser posible".

Camp señala que esta investigación podría ampliarse para estudiar otras poblaciones humanas antiguas, incluidos los Denisovanos, que tienen genes que están presentes principalmente en las poblaciones de Oceanía. Su equipo también planea continuar estudiando los alelos Neandertales usando HipSci y otros recursos. "Los organoides pueden utilizarse para estudiar una serie de diferentes procesos de desarrollo y fenotipos controlados por el ADN Neandertal, incluyendo el tracto intestinal y la digestión, la cognición y la función neuronal, y la respuesta inmune a los patógenos", concluye.

Los investigadores han generado un navegador web con esta información para que los datos sean fácilmente accesibles para futuras investigaciones.

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