La investigación arroja nueva luz sobre un misterio que ha intrigado a los científicos durante años: cómo las poblaciones andinas logran prosperar en altitudes superiores a los 2.500 metros, donde las bajas concentraciones de oxígeno, las temperaturas gélidas y la intensa radiación ultravioleta crean condiciones extremadamente desafiantes para la vida humana.

A diferencia de los tibetanos, que poseen una variante genética única que aumenta la capacidad de transporte de oxígeno en la sangre, los científicos no habían encontrado una señal genética similar en los pueblos indígenas de los Andes. Esta ausencia había dejado sin explicar cómo estas poblaciones se adaptaban a vivir en las alturas.

"Este es el primer conjunto completo de datos del metiloma en estas dos poblaciones", explicó Yemko Pryor, autora principal del estudio, quien dirigió el proyecto como estudiante de doctorado en Emory. "A diferencia de muchos estudios de metiloma que se centran en unos pocos cientos de miles de sitios en todo el genoma, examinamos los tres millones de pares de bases para ver qué encontraríamos".

En lugar de buscar alteraciones en el código genético, los investigadores escanearon el metiloma completo, que revela cambios "epigenéticos" en el genoma, es decir, cómo se expresan los genes en respuesta al entorno a través de un proceso químico conocido como metilación del ADN.

El equipo comparó los metilomas de 39 individuos de dos poblaciones indígenas actuales: los Kichwa de las tierras altas andinas de Ecuador y los Ashaninka de la cuenca amazónica baja a lo largo de la frontera peruana de Ecuador.

Los resultados identificaron fuertes diferencias en la metilación del ADN entre las poblaciones de baja y alta altitud para el gen PSMA8, asociado con la regulación del sistema vascular, y para el gen FST, relacionado con la regulación de los músculos del corazón.

La segunda señal más fuerte detectada en la población de gran altitud en comparación con la de baja altitud fue para genes dentro de la vía P13K/AKT, asociada con el crecimiento muscular y la creación de nuevos vasos sanguíneos.

"Los hallazgos son particularmente interesantes porque no estamos viendo estas fuertes señales en el genoma, pero cuando miramos el metiloma, sí estamos viendo estos cambios", señaló John Lindo, profesor asociado de antropología en Emory y autor principal del estudio.

Los investigadores plantean la hipótesis de que la interacción entre estas diferencias epigenéticas podría ayudar a explicar el aumento de la muscularización de las arterias pequeñas y la mayor viscosidad sanguínea que se ha encontrado en las poblaciones andinas de gran altitud. Estas diferencias podrían representar una adaptación vascular única a un entorno con bajo nivel de oxígeno, distinta de las encontradas en las poblaciones tibetanas.

El estudio también identificó fuertes diferencias entre las dos poblaciones en la metilación de 39 genes relacionados con la pigmentación, lo que podría ayudar a explicar la adaptación de la población de gran altitud a la fuerte radiación ultravioleta.

La teoría de la selección genética sostiene que un gen que ayuda a una población a adaptarse con el tiempo necesita ser heredado de manera confiable y, por lo tanto, aparecería en el código genético del genoma. Sin embargo, un cambio epigenético representa una respuesta más flexible a una influencia ambiental, que no necesariamente se transmitiría a la descendencia.

"La población Kichwa que participó en nuestro estudio no acaba de llegar a las tierras altas andinas; sus antepasados llevaban viviendo allí casi 10.000 años", explicó Lindo. "Nuestros hallazgos sugieren que la epigenética puede contribuir a la adaptación de manera duradera".

En un artículo relacionado publicado en la revista American Journal of Human Biology, los investigadores Joshua C. Tremblay, Christoph Siebenmann y Mike Stembridge argumentan que los estudios sobre adaptación a la altitud deberían ir más allá de la concentración de hemoglobina y centrarse en mediciones del volumen intravascular y la masa total de hemoglobina.

Según estos investigadores, la concentración de hemoglobina a menudo se interpreta como un marcador de la masa total de hemoglobina en estudios que investigan la adaptación a grandes altitudes. Sin embargo, la concentración de hemoglobina está determinada tanto por el volumen plasmático como por la masa total de hemoglobina, por lo que utilizarla como único marcador puede oscurecer variaciones importantes y llevar a conclusiones erróneas sobre la adaptación.

Este enfoque más amplio podría cambiar nuestra comprensión de cómo diferentes poblaciones humanas se han adaptado a entornos extremos a lo largo de milenios, sugiriendo que los mecanismos de adaptación son más diversos y complejos de lo que se pensaba anteriormente.

Los coautores del estudio principal incluyen científicos de la Universidad Central de Ecuador, el Instituto de Medicina y Ciencias Forenses en Lima, Perú, la Universidad Estatal de Río de Janeiro y la Universidad de Pavía en Italia.

Un componente clave del trabajo serán los talleres que el equipo realizará para transmitir sus hallazgos directamente a las comunidades Kichwa y Ashaninka. Daniel Rivas Alava, coautor y estudiante de posgrado de antropología en Emory y nativo de Ecuador, está desarrollando actualmente el taller Kichwa.