Algo inusual ocurre con el ADN de habitantes de los Andes

En cualquier otro contexto, consumir agua con una concentración de arsénico muy por encima de los niveles recomendados  por la Organización Mundial de la Salud (OMS) representaría un grave riesgo para la salud. Pero en San Antonio de los Cobres, en el altiplano del noroeste argentino, a más de 3.700 metros de altitud, esa ha sido durante siglos –y probablemente milenios– una condición cotidiana de vida.

Antes de que se instalara un sistema de filtración en 2012, el agua de la localidad contenía alrededor de 200 microgramos de arsénico por litro. El límite recomendado por la OMS es de apenas 10. Y, aun así, se trata de una zona ocupada por seres humanos desde hace al menos 7.000 años, quizá incluso 11.000. La pregunta inevitable es: ¿cómo es posible?

El arsénico no es precisamente un veneno menor. La exposición crónica se asocia con cáncer, lesiones cutáneas, malformaciones congénitas y muerte prematura. Cuando entra en el organismo, las enzimas del cuerpo lo transforman a través de varias formas químicas. 

Pero no todas tienen el mismo efecto. El compuesto monometilado, o MMA, resulta particularmente tóxico, mientras que el dimetilado, conocido como DMA, se presta mejor a su eliminación urinaria. El problema es que, en la mayoría de las personas, el metabolismo del arsénico genera proporciones relativamente altas de ese compuesto intermedio más dañino antes de transformarlo en la forma que el organismo puede excretar con mayor facilidad.

Un gen clave en la resistencia al arsénico

A mediados de los noventa, un estudio  identificó en esta población femenina un procesamiento inusual del arsénico: el organismo acumulaba menos del derivado más tóxico y avanzaba con mayor eficacia hacia la forma eliminable por la orina. En otras palabras, su metabolismo del arsénico era inusualmente eficiente.

Durante años, el fenómeno quedó como una curiosidad bioquímica. Pero en 2015, un equipo liderado por las biólogas evolutivas Carina Schlebusch y Lucie Gattepaille, de la Universidad de Uppsala, publicó en Molecular Biology and Evolutio  una posible explicación genética.

Para investigarlo, los científicos analizaron el ADN de 124 mujeres de San Antonio de los Cobres y compararon sus datos con los de poblaciones de Perú y Colombia. Lo que encontraron fue revelador.

Los científicos centraron una parte clave de la explicación en torno a AS3MT, un gen esencial en el metabolismo del arsénico. En su entorno detectaron variantes cuya presencia se relacionaba con un procesamiento biológico más eficiente del metaloide. Esas variantes aparecían con mucha mayor frecuencia en los habitantes de San Antonio de los Cobres que en poblaciones genéticamente similares de Perú y Colombia, regiones donde los niveles ambientales de arsénico son mucho menores, según el estudio.

El análisis reveló además señales claras de lo que los genetistas llaman un "barrido selectivo”, la huella que deja la selección natural cuando favorece rápidamente un rasgo en una población. En términos simples, este patrón sugiere que las variantes protectoras del gen AS3MT pudieron conferir una ventaja en entornos con altos niveles de arsénico. Con el paso de las generaciones, esa ventaja habría favorecido que dichas variantes se volvieran cada vez más frecuentes en la población.

"La adaptación para tolerar el arsénico como factor de estrés ambiental probablemente ha impulsado un aumento en la frecuencia de variantes protectoras de AS3MT", escribió el equipo en su estudio, que calificó el hallazgo como "la primera evidencia de adaptación humana a una sustancia química tóxica".

Adaptación al arsénico en otras poblaciones andinas

¿Se trata de un caso aislado? Los datos sugieren que no. Un estudio posterior publicado en Chemosphere en 2022 examinó poblaciones indígenas de los Andes bolivianos –grupos aimara-quechua y uru– y encontró señales igualmente fuertes de selección positiva cerca del mismo gen. De hecho, los bolivianos presentaban la mayor frecuencia registrada hasta la fecha de alelos asociados a un metabolismo eficiente del arsénico, y la señal de selección se situaba entre el 0,5 % más intenso de todo el genoma.

Todo ello apunta a que la adaptación al arsénico no es un fenómeno local ni puntual, sino un proceso evolutivo que podría haber ocurrido en paralelo en distintas comunidades andinas expuestas durante generaciones al mismo veneno natural. Cuando la presión ambiental persiste durante siglos, la evolución puede favorecer adaptaciones similares en poblaciones expuestas a presiones ambientales comparables.

Más allá del ADN: la epigenética entra en escena

La evolución humana, sin embargo, no siempre implica cambios directos en el ADN. Además de las mutaciones heredables, existen mecanismos epigenéticos que modifican la forma en que los genes se activan o se silencian en respuesta al entorno. Estas alteraciones no cambian la secuencia genética y pueden ser más flexibles, ya que no siempre se transmiten de forma estable entre generaciones.

Mientras los genetistas buscaban respuestas en el código del genoma, otros han mirado precisamente en esta dirección. Por ejemplo, más recientemente, investigadores de la Universidad de Emory se preguntaron si la adaptación andina a la altitud –un enigma en sí mismo, ya que los pueblos andinos no poseen el mismo "gen de la altitud" identificado en los tibetanos– podría estar escrita no tanto en el ADN, sino en la forma en que este se expresa.

Para explorarlo, examinaron las marcas epigenéticas distribuidas a lo largo del ADN en 39 participantes de dos entornos muy diferentes: los Andes ecuatorianos, representados por los kichwa, y la cuenca amazónica, representada por los ashaninka.