Una modificación genética que favoreció la capacidad de aprendizaje del cerebro humano redujo al mismo tiempo la resistencia de sus articulaciones. Un estudio publicado en la revista Nature relaciona ambos efectos con una menor producción de glicosaminoglicanos (GAG), moléculas que ayudan al cartílago a absorber impactos y también intervienen en el funcionamiento del cerebro.
La investigación, realizada por científicos del Instituto Weizmann de Ciencias de Israel, la Universidad de Kioto y el Instituto de Biología Evolutiva de Barcelona, identificó cambios genéticos que separan a los humanos de otros grandes simios. Esos cambios contribuyeron a prolongar la plasticidad cerebral, pero también hicieron que el esqueleto humano fuera más vulnerable a la degeneración.
Los investigadores examinaron aproximadamente medio millón de diferencias de una sola base del ADN entre humanos y chimpancés. La mayoría apenas modificaba la actividad genética. Entre las que sí tenían efecto, localizaron un grupo que interviene en el desarrollo del esqueleto y regula la producción de GAG, sustancias esenciales para la capacidad amortiguadora del cartílago.
Para comprobar el efecto de esas diferencias, crearon células híbridas con cromosomas humanos y de otros grandes simios. Así pudieron comparar la actividad de los genes en un mismo entorno celular. Después transformaron esas células madre en células esqueléticas y contrastaron los resultados con tejidos articulares de primates. Las pruebas revelaron una actividad considerablemente menor de la vía de los GAG en los humanos.
La reducción de estas moléculas tiene una consecuencia distinta en el sistema nervioso. En el cerebro de otros primates, los GAG contribuyen a estabilizar las conexiones neuronales y a fijarlas antes. Su menor presencia en los humanos permite que esas conexiones conserven su flexibilidad durante más tiempo, una característica relacionada con la maduración cerebral prolongada y la capacidad de aprender a edades más avanzadas.
“Tenemos un cerebro singular, con grandes capacidades, pero nuestro frágil esqueleto se degenera con rapidez”, explicó David Gokhman, del Instituto Weizmann, quien dirigió el estudio junto con Fumitaka Inoue, de la Universidad de Kioto. Los investigadores identificaron así un mismo proceso evolutivo con efectos favorables para el desarrollo cerebral y desfavorables para las articulaciones.
La diferencia también aparece en el registro fósil. Los esqueletos humanos antiguos muestran indicios de artrosis, degeneración de los discos intervertebrales y hernias discales, afecciones poco frecuentes entre otros grandes simios, incluso en edades avanzadas. La composición de las articulaciones de orangutanes, gorilas y chimpancés, en cambio, experimentó menos cambios durante millones de años.
El hallazgo ofrece una nueva vía para investigar la artrosis, una enfermedad que afecta a cientos de millones de personas y puede limitar gravemente la movilidad. Genevieve Housman, investigadora del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva que no participó en el estudio, destacó la necesidad de examinar cómo responden los mecanismos genéticos identificados a las cargas mecánicas reales que soportan las articulaciones. Esa línea de trabajo permitiría comprender mejor la aparición de problemas articulares durante el envejecimiento.
