Mientras que los seres humanos suelen padecer enfermedades articulares crónicas, los chimpancés y los gorilas casi nunca las padecen. En un estudio publicado hoy en la revista Nature, un equipo internacional de investigadores, liderado por científicos del Instituto Weizmann (Israel) y de la Universidad de Kioto, en colaboración con el laboratorio del investigador ICREA de la UPF Tomàs Marquès-Bonet, en el Instituto de Biología Evolutiva (IBE, CSIC-UPF), revela que el dolor articular podría ser el precio oculto que pagamos por los rasgos que nos hacen humanos. Mediante el estudio de células híbridas de humano y chimpancé y técnicas genómicas avanzadas, han revelado que las articulaciones humanas sufrieron un cambio evolutivo drástico que las hizo más elásticas, pero también más propensas a padecer enfermedades esqueléticas.

A primera vista, parece difícil entender por qué la selección natural ha favorecido una condición que hace a los seres humanos mucho más propensos al desgaste de las articulaciones y la columna vertebral que otros grandes simios. En comparación con los chimpancés, los seres humanos son más susceptibles a padecer afecciones como la osteoartritis, una de las principales causas de discapacidad y de disminución de la calidad de vida, que afecta a cientos de millones de personas en todo el mundo.

“A diferencia de las articulaciones de otros grandes simios, cuya composición no ha cambiado en millones de años, las articulaciones humanas experimentaron un cambio evolutivo drástico”, afirma David Gokhman, del Instituto Weizmann de Ciencia y codirector del estudio. “Ese cambio hizo que nuestras articulaciones fueran menos eficaces a la hora de absorber los impactos y nos expuso a enfermedades esqueléticas —como la osteoartritis, la degeneración de los discos vertebrales y las hernias discales—, que son poco frecuentes en otros grandes simios, incluidos aquellos que alcanzan una edad avanzada”, añade Fumitaka Inoue, de la Universidad de Kioto, quien también codirigió la investigación.

“Un cambio en las articulaciones, junto con huesos delgados y piernas largas, pudo haber favorecido la evolución humana hacia una postura erguida”, revela Tomàs Marquès-Bonet, investigador principal del IBE (CSIC-UPF) y catedrático e investigador ICREA en la Universidad Pompeu Fabra. “Ahora conocemos los detalles genéticos que subyacen a uno de los rasgos más particulares que nos hace humanos”, explica.

Los amortiguadores que faltan

Para llevar a cabo un análisis genético en profundidad, el equipo elaboró el primer atlas exhaustivo de las características reguladoras genómicas que distinguen al esqueleto humano del de nuestros parientes vivos más cercanos. El atlas reveló una diferencia destacada: en los seres humanos, el cartílago es menos denso porque todo un grupo de genes responsables de producir glicosaminoglicanos (GAG) es menos activo que en otros grandes simios.

“Estas moléculas de azúcar largas y con forma de pincel son las que dan elasticidad al cartílago”, afirma Gokhman. “El atlas reveló que las muestras de cartílago humano contienen solo alrededor de un tercio del material de GAG en comparación con las de los chimpancés, gorilas, orangutanes y bonobos”, añade Marquès-Bonet. Sin una cantidad abundante de GAG, el cartílago es más delgado, menos elástico y menos capaz de amortiguar las fuerzas generadas por el movimiento cotidiano. Los huesos comienzan a rozarse entre sí, lo que allana el camino para la osteoartritis.

“Las moléculas de GAG en sí mismas no han cambiado realmente durante la evolución humana; lo que sí ha cambiado es la cantidad que producimos”, explica Nadav Mishol, primer autor del estudio. “El hecho de tener un volumen de GAG mucho mayor explica por qué otros grandes simios no suelen desarrollar osteoartritis u otros trastornos articulares, y apenas muestran signos de enfermedad esquelética incluso al envejecer, a menos que su cartílago sufra daños graves a causa de un traumatismo”.

“Los seres humanos, en comparación, nacemos con mucho menos cartílago, lo que significa que somos menos eficaces a la hora de amortiguar las articulaciones”, señala Inoue. “Dado que el cartílago casi no tiene capacidad de regeneración, décadas de uso erosionan gradualmente esta reserva ya de por sí limitada, lo que hace que las enfermedades articulares sean mucho más probables en etapas posteriores de la vida”.

“La disminución de la producción de GAG es el cambio genético más extremo que ha experimentado nuestro esqueleto a lo largo de la evolución”, afirma Gokhman. “Creemos que hemos encontrado una base evolutiva que explica por qué los seres humanos son tan susceptibles a la osteoartritis”.

Por qué la evolución favoreció las articulaciones más débiles

El análisis genético en profundidad de este estudio podría abrir nuevas vías para el estudio de la osteoartritis, ya que identifica los mecanismos genéticos que subyacen al adelgazamiento del cartílago. Esto podría ayudar a identificar a las personas en riesgo, lo que daría lugar a medidas de prevención y, tal vez, incluso a mejores tratamientos.

“Alguien podría preguntarse si la evolución ha conservado una característica —tener un cartílago más delgado— que resulta problemática”, explica Gokhman. “A menudo, la evolución favorece los rasgos que mejoran el éxito reproductivo, aunque conlleven costes más adelante en la vida”, añade el científico. Sea controvertido o no, está claro que se trata de un rasgo que distingue a los seres humanos de otros grandes simios.

Sobre el estudio

Este estudio es fruto de una colaboración en la que también han participado Katharina Lange, Gal Bodek, la Dra. Aya Kigel, Noam Priel, Nachshon Egyes, Omer Ronen, Itamar Nini, el Dr. Amit Philosoph, Adi Rozenblatt, Guy Hirsh, Yael Elboim, Sergey Viukov, Idan Korenfeld, el profesor Jacob H. Hanna y el Dr. Simon Fishilevich, del Departamento de Genética Molecular del Instituto Weizmann; el Dr. Zicong Zhang y la Dra. Rika Tsujikawa, de la Universidad de Kioto; la Dra. Liat Rotenstreich y el Dr. Assaf Marom, del Technion-Instituto Tecnológico de Israel; Sira Martínez, del Laboratorio Europeo de Biología Molecular, de Barcelona (España); la Dra. Silvia Beltramone, el Dr. Lucas Esteban Wange y María Torralvo, del Instituto de Biología Evolutiva (UPF-CSIC), de Barcelona (España); Mythili Damal Kandadai, Océane Cluzeau y la profesora Evie Vereecke, de la Universidad Católica de Lovaina; la Dra. Malka Nissim-Rafinia y el profesor Eran Meshorer, de la Universidad Hebrea de Jerusalén; el profesor Martin Kuhlwilm, de la Universidad de Viena, y el profesor Guillaume Bourque, de la Universidad McGill.