Aunque las plantas de energía celular (mitocondrias) solo proceden del óvulo materno, se infiltran en el código genético para reparar células, aunque a veces se equivocan y generan cáncer. Se trata de un proceso evolutivo de miles millones de años de antigüedad que perdura en la actualidad y que está presente en el 99% de las personas. Se nos había pasado por alto.

Una investigación sobre el ADN de 11.000 familias humanas, desarrollada por científicos de las universidades de Cambridge y Queen Mary de Londres, ha provocado una pequeña revolución en el mundo de la genética: cambia nuestra visión de cómo evolucionan los seres humanos y arroja una luz inesperada sobre cómo la naturaleza se equivoca para generar algunas enfermedades como el cáncer.

Lo que han descubierto es algo sorprendente que está sucediendo en nuestras células y que hasta ahora habíamos pasado por alto. Todo el descubrimiento gira en torno a unas estructuras llamadas mitocondrias, que son nuestras plantas de energía celular. Y no es algo baladí.

Patrick Chinnery, uno de los autores de este descubrimiento, explica a The Naked Scientists que las mitocondrias, que son las centrales eléctricas que están en la célula, se encuentran en el óvulo que da lugar a un individuo. No están en el esperma, por lo que obtenemos nuestras mitocondrias de la madre, no de nuestro padre.

¿En qué quedamos?

Sin embargo, en 2018 surgió un descubrimiento totalmente inesperado: una investigación del Centro Médico del Hospital Infantil de Cincinnati en Estados Unidos sugirió que parte del ADN mitocondrial (ADNmt) se había transmitido por línea paterna: identificó tres familias en las que las personas recibieron parte de su ADNmt, tres cuartas partes en el caso más extremo, de su padre.

Aquel hallazgo planteó otra forma de observar y tratar las enfermedades mitocondriales y cuestionó las pruebas genéticas para la ascendencia materna.

Ahora parece que las cosas no están tan claras.

Entresijos genéticos

La explicación del alcance de estos descubrimientos es relativamente sencilla, aunque para entenderla hay que recordar que cada una de las células de nuestro organismo contiene un núcleo, que es donde reside nuestra larga y esencial molécula de ADN.

Alrededor de ese núcleo se encuentran varios cientos de mitocondrias, cada una de las cuales contiene ADNmt, una molécula de ADN heredada únicamente de la madre.

Por este motivo, al ADNmt se lo conoce también como el gen Eva, ya que permite rastrear nuestra evolución hasta alguna madre primigenia de todos los humanos vivos. Por eso, las pruebas de ADNmt se han utilizado para identificar la ascendencia materna.

La investigación de Cincinnati concluía que el ADNmt también serviría para identificar la ascendencia paterna de una persona, pero no explicó cómo era posible que las mitocondrias pudieran tener un origen biparental.

¿Misterio aclarado?

La nueva investigación ha venido a aclarar algo este misterio, aunque sin poder ofrecer todavía una respuesta concluyente. Lo que propone es una alternativa a la interpretación de la investigación de 2018: en realidad las mitocondrias no se transmiten por vía paterna, sino que la naturaleza ha desarrollado un mecanismo evolutivo que ha provocado la confusión.

Lo que ocurre, en realidad, es que, a medida que las mitocondrias se reciclan, sus fragmentos se filtran y cruzan hacia el núcleo de la célula y los integran en los cromosomas (que son los que contienen la mayor parte de la información genética de un ser vivo). Esos fragmentos de ADN, por tanto, no proceden directamente del padre, como sugería la investigación de 2018.

La nueva investigación ha comprobado además que, en uno de cada 4.000 nacimientos, parte del código genético de nuestras mitocondrias se inserta en nuestro ADN (una nueva porción de ADN mitocondrial ingresa al niño), un proceso que ha venido ocurriendo todo el tiempo, mostrando una forma nueva de cómo evoluciona nuestro genoma.

Hace miles de millones de años

Chinnery aclara al respecto que “hace miles de millones de años, una célula animal primitiva absorbió una bacteria que se convirtió en lo que ahora llamamos mitocondria. Con el tiempo, fragmentos de estas mitocondrias primitivas han pasado al núcleo celular, lo que permite que sus genomas se comuniquen entre sí”.

Y añade: “hasta ahora se había pensado que todo esto sucedió hace mucho tiempo, principalmente antes de que nos hubiéramos formado como especie, pero lo que hemos descubierto ahora es que eso no es cierto. Podemos ver que esto sigue sucediendo en la actualidad, con fragmentos de nuestro código genético mitocondrial transfiriéndose al genoma nuclear de una manera medible”.

Este equipo descubrió que la mayoría de nosotros llevamos cinco de los nuevos insertos llamados NUMT ("segmentos mitocondriales nucleares"), y que uno de cada siete (el 14 %) lleva unos insertos de ADNmt muy recientes.

Los investigadores calculan asimismo que más del 99% de los individuos poseen al menos uno de los NUMT identificados, y que una de cada ocho personas incluso tiene un NUMT "ultra raro", presente en menos del 0,1% de la población.

Escalando en el tiempo, los investigadores han estimado por último que más del 90% de los NUMT identificados se insertaron en el genoma nuclear después de la divergencia evolutiva entre humanos y otros primates.

Origen del cáncer

El equipo también comprobó que, una vez colocados, esos insertos pueden provocar enfermedades muy raras, incluida una forma genética de cáncer.

Cuando el equipo analizó las secuencias extraídas de 12.500 muestras de tumores, descubrió que el ADN mitocondrial era incluso común en el ADN tumoral, surgiendo en aproximadamente uno de cada 1.000 cánceres. En algunos casos, son esas inserciones de ADN mitocondrial las que en realidad causan el cáncer.

“Nuestro código genético nuclear se rompe y se repara todo el tiempo”, concluye Chinnery. “El ADN mitocondrial parece actuar casi como una tirita adhesiva para ayudar a que el código genético nuclear se repare a sí mismo. Y a veces esto funciona, pero en raras ocasiones puede empeorar las cosas o incluso desencadenar el desarrollo de tumores”.

En el ADN canceroso analizado se encontró un nuevo NUMT cada 1.000 cánceres. Cánceres que, de los más de 12.000 cánceres conocidos, afortunadamente siguen siendo "raros", añade Chinnery.

Referencia

Nuclear-embedded mitochondrial DNA sequences in 66,083 human genomes. Wei Wei et al. Nature (2022). DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-05288-7