Medicina evolutiva: Paradojas escondidas en el árbol de la vida (Parte I)

Por Santiago Herrera-Álvarez

Un informe sombrío

Un informe reciente de la Organización Mundial de la Salud estimó que la causa principal de muerte a nivel a mundial para el año 2019 estuvo relacionada con enfermedades cardiovasculares, con un 16% del total de muertes, seguido de varios tipos de cáncer (~3.6%) y diabetes (~3.2%) (ref1 ).

Para el 2017, se estimó que la incidencia de cáncer a nivel mundial fue de 1.3% y ha venido en aumento desde 1990 (ref2 ). En Colombia, el 6% de los adultos mayores de 50 años presenta cáncer (ref3 ). Para 2017 se estimó que 8% de las muertes a nivel mundial fueron causadas por desórdenes metabólicos, y que 13% de la población mundial adulta era obesa. En 2019, 10.23% de muertes en Colombia estuvieron relacionadas con obesidad y desórdenes metabólicos (ref4 ). En ese año, la diabetes causó 1.5 millones de muertes a nivel mundial (ref5 ), y se estimó que el 7.4% de la población de Colombia entre 20-79 años sufría esta enfermedad (ref6 ).

El cáncer, el síndrome metabólico y la diabetes son un trío amenazador para el que aún no hay cura. Si a esto además sumamos el creciente riesgo de pandemias (principalmente por infecciones zoonóticas) obtendríamos una versión clínica de los cuatro jinetes del apocalipsis.

No es exagerado decir que el ojo de la medicina moderna está puesto sobre estas cuatro dianas.

Por eso, en estos días exploraremos tres casos en los que la biología evolutiva promete ser un pilar esencial en el entendimiento de las enfermedades humanas actuales más importantes para la salud pública.

Un cambio de perspectiva

La medicina moderna estudia la dinámica de estas y otras enfermedades en los humanos, y con ello ha hecho un enorme progreso en el desarrollo de tratamientos. Sin embargo, el cáncer, el síndrome metabólico y la diabetes son enfermedades que desafían a la medicina moderna y que, como veremos, se caracterizan por la complejidad de sus mecanismos biológicos.

Pero, como es refrán, un cambio de perspectiva – o de escala – podría ser la clave para entender los secretos mejor guardados de estas enfermedades. 

El cambio de perspectiva y escala: Representación del árbol de la vida, con más de 2 millones de especies descritas en la Tierra. © OneZoom (http://www.onezoom.org/)

Para ver en qué consiste el cambio de perspectiva, le propongo hacer un experimento mental. Imagine que usted está investigando sobre el cáncer y su investigación busca entender los mecanismos que lo producen para encontrar una posible cura. Como usted tiene entrenamiento en biología evolutiva, su primer instinto es comparar la incidencia de cáncer en otras especies de mamíferos para revelar si existe algún patrón general que le indique algo acerca de posibles mecanismos comunes. Su colaboradora le entrega una lista de casi 400 especies indicando si en esa especie se ha reportado cáncer o no. ¿Cuál grupo de especies escogería para iniciar su investigación?

Si escogió el primer grupo de especies – aquellas donde sí se ha reportado cáncer – seguramente pensó que si comparamos los mecanismos que generan cáncer a través de varias especies podemos identificar puntos comunes en todas ellas. De acuerdo, ésta es una decisión natural y completamente lógica. ¿Pero, y qué hay del segundo grupo? ¿Por qué sería relevante estudiar especies donde no se ha reportado la enfermedad? ¿Cómo la ausencia de la enfermedad podría dar luces sobre la enfermedad? Antes de explicar en detalle, permítame una pequeña divagación histórica.

La pérdida de aviones por disparos antiaéreos durante la segunda guerra mundial era, por supuesto, un problema fundamental que debía ser solucionado. Una solución rápida sería blindarlos con algún tipo de armadura. Pero existe un problema: blindarlos poco hace débiles y vulnerables a los aviones; blindarlos en exceso los hace pesados, pierden maniobrabilidad y consumen más combustible. ¿Entonces, qué tanto, y dónde, hay que blindarlos?

La respuesta a esta pregunta la dio el matemático Abraham Wald. Wald observó que en los aviones que regresaban a las bases los hoyos causados por balas no estaban uniformemente distribuidos: había más hoyos en el fuselaje y pocos en los motores. Los oficiales decidieron entonces que había que blindar más donde los aviones recibían más disparos: en el fuselaje. En cambio, la respuesta de Wald fue contra intuitiva: el blindaje debía ir donde había menos hoyos, en los motores. La falta de hoyos de balas en el motor, argumentó Wald, indicaba que los aviones pueden sobrevivir, y regresar, con hoyos en el fuselaje, pero no con hoyos en el motor.

Representación del problema que enfrentó Wald. Los puntos rojos representan hoyos de balas.

A esto se conoce como sesgo de supervivencia, pues los oficiales estaban basando su juicio solamente con los aviones que regresaron. Wald, en cambio, estaba teniendo en cuenta lo aviones que regresaron y los que no.

Teniendo esto en mente, volvamos a las preguntas biológicas. ¿Por qué sería relevante estudiar especies donde no se ha reportado la enfermedad? Una posible respuesta es que estudiar estas enfermedades sólo en humanos, o sólo en las especies que las padecen, nos puede sesgar a “re-descubrir” un mismo mecanismo una y otra vez. Si entendemos por qué una especie no sufre alguna de estas enfermedades, podríamos descubrir qué es diferente en los humanos (u otras especies), los mecanismos que la causan (o la evitan), y dar luces sobre una posible cura.

Explorando el árbol de la vida

Una mirada detallada al árbol de la vida indica un patrón similar al que observó Wald. En el caso del cáncer, la incidencia parece no estar uniformemente distribuida respecto a las especies que la padecen. Es decir, hay grupos de especies con altas incidencias de la enfermedad que son evolutivamente cercanos a otras donde no se ha reportado la enfermedad.

Por ejemplo, aunque se han reportado casos de cáncer en todos los mamíferos, una exploración sistemática reciente del árbol de la vida descubrió que hay una variación considerable respecto al riesgo de mortalidad por cáncer; desde 0% en especies que incluyen renos, venados y sus afines, hasta 57% en un pequeño marsupial llamado kowari. Los carnívoros parecen ser el grupo de mamíferos con el mayor riesgo promedio de mortalidad por cáncer, con cerca del 10%. En contraste, animales grandes y longevos presentan menos riesgo de mortalidad por cáncer que animales más pequeños y evolutivamente cercanos. 7 

Por supuesto, no todos los casos de ausencia son relevantes e informativos, y es precisamente ahí donde la biología evolutiva entra a ejercer su papel de detective. El truco está en identificar casos paradójicos donde, según lo que conocemos sobre la ecología y fisiología de las especies, debería presentarse la enfermedad, pero no hay reportes de ella. Es ahí donde se abre una posibilidad para descubrir los mecanismos genéticos, moleculares y celulares que han evolucionado en estos organismos para explicar su ausencia.

En los próximos días, exploraremos tres de estos casos paradójicos que pueden ser claves para entender cómo combatir el cáncer, la diabetes y el síndrome metabólico.


 1 https://bit.ly/3DI93xX

 2 https://bit.ly/3uWWZ87

 3 https://bit.ly/3uWWZ87

 4 https://bit.ly/3uU8Unf

 5 https://bit.ly/3uZ7pEa

 6 https://bit.ly/3x5074w

 7 https://www.nature.com/articles/s41586-021-04224-5

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