‘Mais neandertal do que humano’: como a sua saúde pode depender do DNA dos nossos ancestrais há muito perdidos
O grupo viajou milhares de quilómetros, atravessando a África e o Médio Oriente até finalmente chegar às florestas pouco iluminadas do novo continente. Eles eram membros há muito desaparecidos da nossa tribo humana moderna e estavam entre os primeiros Homo sapiens a entrar na Europa.
Lá, essas pessoas provavelmente teriam encontrado seus primos distantes: Neandertais.
Estes pequenos grupos de parentes humanos modernos tinham sobrancelhas encapuzadas, cabeças grandes e corpos atarracados, e tinham passado épocas a aclimatar-se ao clima mais frio da Europa. Em vários pontos ao longo dos milénios, estas duas formas de humanidade encontraram-se, misturaram-se e acasalaram-se.
Dezenas de milhares de anos depois, estes encontros antigos deixaram vestígios no código genético de milhares de milhões de seres humanos vivos hoje. Os genes remanescentes nos afetam de maneiras grandes e pequenas, desde a nossa aparência até o risco de doenças.
“Em alguns lugares do nosso genoma, somos mais neandertais do que humanos”, Josué Akeyprofessor de genômica integrativa na Universidade de Princeton, disse ao Live Science.
Estes eram os nossos parentes humanos mais próximos e este é o seu legado.
O primeiro encontro
Há 75.000 anosmas possivelmente até 250.000 anos atrás, os ancestrais da maioria dos eurasianos modernos aventuraram-se pela primeira vez fora da África e entrando na Eurásia. Aqui, os humanos modernos ficaram cara a cara com os neandertais, que pela última vez compartilharam um ancestral comum com os humanos modernos centenas de milhares de anos antes e vivia nesses continentes desde então. Em várias ocasiões ao longo dos milênios, os grupos cruzaram.
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No início, os humanos modernos herdaram cromossomos inteiros dos Neandertais, Sriram Sankararaman, professor de ciência da computação, genética humana e medicina computacional na UCLA, disse ao Live Science. No entanto, de geração em geração, através de um processo conhecido como recombinação genéticaesses trechos de DNA foram quebrados e embaralhados.
O DNA neandertal era geralmente “deletéria” para os humanos modernos, o que significa que foi rapidamente eliminado do DNA dos humanos modernos através de evolução. Isso resultou em “desertos de DNA de Neandertal”, ou grandes regiões do genoma humano moderno sem ele, disse Sankararaman. Por exemplo, os cientistas pensam que o cromossoma Y nos homens não contém nenhum gene Neandertal. Pode ser que os genes do Y do Neandertal sejam incompatíveis com outros genes humanos ou podem ter sido perdidos aleatoriamente através de um processo conhecido como deriva genética.
Nas pessoas que herdaram o DNA do Neandertal, o cromossomo X também contém muito menos ascendência neandertal do que outros cromossomos não sexuais carregam. Isto ocorre provavelmente porque quaisquer mutações prejudiciais ou não funcionais no cromossomo X serão expressas em homens, porque eles não possuem uma cópia funcional correspondente do gene para compensar. Isso provavelmente criou uma forte pressão evolutiva para remover esses genes neandertais prejudiciais do X humano moderno, Emilia Huerta-Sánchezprofessor associado de ecologia, evolução e biologia orgânica da Brown University, disse ao Live Science.
Mas algum ADN de Neandertal ajudou os humanos modernos a sobreviver e a reproduzir-se e, por isso, permaneceu nos nossos genomas. Hoje em dia, o DNA Neandertal ocupa, em média, 2% dos genomas de pessoas fora de África. No entanto, a frequência do DNA neandertal que codifica características benéficas pode chegar a 80% em algumas regiões do genoma, disse Akey.
Nossa aparência física
Para muitas pessoas, o legado dos Neandertais é evidente numa característica altamente visível: a cor da pele.
Uma variante do gene Neandertal no cromossomo 9 que influencia a cor da pele é hoje transportada por 70% dos europeus. Outra variante genética do Neandertal, encontrada na maioria dos asiáticos orientais, regula os queratinócitosqual proteger a pele contra a radiação ultravioleta através de um pigmento escuro chamado melanina.
Variantes genéticas do Neandertal também estão associadas a uma maior risco de queimaduras solares nos humanos modernos. Da mesma maneira, cerca de 66% dos europeus carregam um alelo de Neandertal ligado a um risco aumentado de queimaduras solares na infância e baixa capacidade de bronzeamento.
Em alguns lugares do nosso genoma, somos mais neandertais do que humanos
Joshua Akey, Universidade de Princeton aqui
Os neandertais passaram milênios em latitudes mais altas com menos exposição solar direta, o que é necessário para produção de vitamina D. Portanto, as mudanças na biologia do cabelo e da pele podem ter permitido que os humanos modernos aproveitassem rapidamente os níveis mais baixos de luz solar e, ao mesmo tempo, produzissem vitamina D suficiente para serem saudáveis. João Caprageneticista evolucionista da Universidade Vanderbilt, disse ao Live Science.
“Uma das coisas legais sobre o cruzamento é que, em vez de esperar que surjam novas mutações benéficas, o que é um processo muito lento, você introduz uma tonelada de variação genética de uma só vez”, essencialmente uma evolução acelerada, disse Huerta-Sanchez.
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Além disso, os nossos antepassados tiveram de se adaptar ao clima mais frio da Eurásia. Para fazer isso, eles podem ter adquirido genes neandertais que afetaram o formato do rosto. Em um 2023 estudaros cientistas descobriram que os humanos modernos herdaram genes de nariz alto dos Neandertais. Um nariz mais alto pode ter permitido que mais ar frio fosse aquecido até a temperatura corporal no nariz antes de chegar aos pulmões, sugeriu Oficial de Kaustubhcoautor sênior do estudo e geneticista estatístico da University College London.
O relógio que faz nossas células funcionarem
O DNA neandertal também pode ter ajudado H. sábio ajustar-se às maiores diferenças na duração do dia e da noite nas latitudes norte.
Genes persistentes do Neandertal afetam nosso relógio circadiano, que regula processos internos como temperatura corporal e metabolismo. Por exemplo, alguns madrugadores podem agradecer Neandertais por seus genes do relógio circadianoCapra e colegas descobriram.
Isto pode ter ajudado os nossos antepassados a adaptarem-se aos dias de inverno mais curtos, mais distantes do equador, disse Capra.
“Parece que o que importa não é ser uma pessoa matutina”, disse Capra. “Isso é um sinal de quão essencialmente flexível é o seu relógio e quão capaz ele é de se adaptar à variação dos ciclos claro-escuro com as estações”, disse ele.
Nossas defesas internas
Muitos dos genes neandertais fortemente retidos estão ligados à função imunológica.
Quando o H. sapiens chegou à Europa, os neandertais já tinham passado centenas de milhares de anos a combater infecções específicas da Eurásia. Ao acasalar-se com os neandertais, os humanos modernos obtiveram uma infusão instantânea desses genes que combatem infecções.
“Aqueles pedaços de DNA de Neandertal, especialmente os imunológicos, que já estavam adaptados contra patógenos com os quais os Neandertais viviam há muito tempo, começaram a aumentar em frequência sob a seleção natural nas populações humanas modernas”, disse ele. David Enardprofessor assistente de ecologia e biologia evolutiva da Universidade do Arizona, disse ao Live Science.
Embora muitos dos patógenos ancestrais que adoeceram os humanos antigos tenham se perdido no tempo, alguns dos genes neandertais que ajudaram a combatê-los ainda funcionam contra os patógenos modernos. Por exemplo, um estudo de 2018 realizado por Enard e um colega revelou que humanos modernos herdaram DNA de Neandertal que os ajudou a combater ARN vírus, um grupo que hoje inclui a gripe (influenza), HIV e Hepatite C.
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O lado mais sombrio do DNA Neandertal
Alguns dos genes neandertais que outrora ajudaram os nossos antepassados podem ser prejudiciais no mundo moderno.
Na maior parte, os genes neandertais não são fortemente expressos no cérebro, o que sugere que foram fortemente selecionados durante a evolução. Genes neandertais têm sido associados a transtornos de humor como depressão e às vias de sinalização cerebral que tornam as pessoas mais propensas a se tornarem viciado em nicotina.
E mesmo o reforço imunológico dos Neandertais pode ter um lado negativo. Em 2016, cientistas descoberto que os genes neandertais que preparam o sistema imunológico para combater patógenos também podem predispor as pessoas a doenças alérgicas. Além disso, os genes neandertais foram associados a um risco maior de desenvolver doenças autoimunes, como doença de Graves, causada por uma tireoide hiperativa; e artrite reumatóideque inflama as articulações e até “Doença viking,” em que um ou mais dedos ficam dobrados ou congelados.
Uma variante genética do Neandertal pode ter aumentado a probabilidade de termos um caso grave de COVID 19. Essa variante, encontrada no cromossomo 3, é encontrado em metade dos sul-asiáticos e um sexto dos europeus. Mas mesmo aí o quadro é complicado, já que outros genes neandertais, transportados por até metade das pessoas na Eurásia e nas Américas, estão associados a uma risco reduzido de COVID-19 grave.
“Infelizmente, não há doenças que possamos realmente dizer, ou mesmo características em geral, podemos dizer: ‘Oh, você pode culpar o seu DNA de Neandertal por isso’”, disse Capra.
Isso é especialmente verdadeiro para algumas das maiores doenças de saúde, como doença cardíaca e Cânceronde dezenas ou centenas de genes, juntamente com uma miríade de fatores ambientais, afetam o risco de doenças.
O que vem a seguir
Então, por quanto tempo os vestígios desses humanos há muito perdidos permanecerão em nossos genomas? Ao longo de centenas de milhares de anos, alguns destes fragmentos de Neandertal serão gradualmente eliminados dos nossos genomas. Outros ficarão firmemente enraizados, disse Akey.
Entretanto, ainda há muito mais para aprender sobre como os Neandertais deixaram a sua marca em nós.
“Ser capaz de aproveitar novas tecnologias genômicas como CRISPR e a edição genética desempenhará um papel importante na compreensão da biologia subjacente real de como as sequências de Neandertais contribuem para as características e doenças humanas”, disse Akey.
Decifrar o que esses genes realmente fazem poderia ajudar no desenvolvimento de tratamentos para certas condições, disse ele.
E o fluxo genético não era unilateral; os cientistas também estão tentando determinar como o DNA humano moderno pode ter influenciado os Neandertais e estão aplicando métodos de inteligência artificial (IA) a genomas antigos para criar uma imagem mais detalhada de como eram nossos primos há muito perdidos.
Descobrir o papel do DNA neandertal em nossos genomas faz mais do que nos ajudar a compreender nossa saúde. Esses pedaços de DNA podem fornecer pistas sobre o que nos torna únicos, disse Sankararaman.
“O ADN neandertal entrou nos nossos genomas num momento importante da nossa história”, disse Sankararaman, quando os nossos antepassados estavam a mudar-se para novos ambientes.
“Ao observar o destino destes pedaços de ADN”, disse ele, “podemos esperar compreender quais foram as regiões funcionalmente importantes do nosso genoma durante este período de tempo”.
