Els humans som animals d’imitació, aprenem des de petits a imitar les persones que ens envolten. Imitant, aprenem a parlar i interpretar sons, veus i paraules; imitant, aprenem a caminar, a fer servir les mans amb destresa, a dibuixar i a jugar. Tanmateix, la capacitat d’imitar no és exclusiva dels humans, la compartim amb molts altres organismes en què la imitació és la forma de transmetre coneixement entre generacions per tal d’assegurar la supervivència. A més d’imitar, els humans també sabem crear i podem fer moviments o sons que mai ningú no ens ha ensenyat, i creem estris i nous objectes que ens simplifiquen la vida o ens donen plaer estètic. També podem generar idees i gaudir d’activitats intel·lectuals que cap altre organisme que coneguem és capaç de fer ni imitar. Els humans també ens qüestionem. “Per què tu no ets igual que jo? Per què estem en aquest món?” En realitat, aquestes preguntes estan molt relacionades amb una pregunta molt més bàsica, “què vol dir ser humà?”, una pregunta filosòfica, però que també podem respondre des de la ciència.

Els humans pertanyem a l’ordre dels primats, i dins d’aquest ordre, som simis, juntament amb ximpanzés, goril·les, orangutans. La nostra família són els homínids, i encara podem afinar més si comptem que estem al subgrup dels hominins, on també trobem altres espècies del gènere Homo molt properes a nosaltres. Però encara ens podem fer més preguntes, per exemple, ¿som molt diferents els humans respecte dels altres primats? ¿Tenim els humans instruccions genètiques diferents que expliquin les nostres característiques? Respondre aquestes preguntes implica penetrar en el significat de què vol dir ser humà a escala biològica, i per abordar-ho, cal fer una comparativa del genoma de molts primats. Aquesta ha sigut la tasca ingent que més de 100 científics i científiques de més 20 països es van proposar, dirigits entre d’altres, pel científic català Tomàs Marqués-Bonet (professor ICREA i catedràtic de genètica de la UPF). La seva recerca implica la seqüenciació de més de 800 individus pertanyents a 233 espècies diferents de primats (aproximadament, el 86% de les espècies actuals), molts dels quals estan en perill d’extinció i dels quals s’ha hagut d’obtenir mostres biològiques (moltes vegades, a partir de femta recollida a la jungla).  Des de petits lèmurs que caben en una mà a goril·les, des de primats de la selva als de sabana, desert o muntanyes nevades, s’han obtingut i seqüenciat per a poder-ne comparar el DNA, juntament amb el d’hominins fòssil i el nostre genoma humà. Els primers resultats d’aquestes anàlisis genètiques de tota aquesta panòplia de primats han sigut publicats en una sèrie d’articles a Science justament el primer dia de juny d’enguany.

Què en podem extreure de la gran radiació dels primats? Potser escatir alguns dels misteris de l’origen de la nostra espècie, però més enllà, també ens ofereix dades excepcionalment rellevants per entendre i diagnosticar les malalties genètiques humanes. Ara sabem que moltes de les espècies en perill d’extinció ho són a causa de la intervenció humana, que ha disminuït de forma dràstica els seus nombres en els últims segles. Això s’infereix perquè en la majoria d’aquestes espècies els individus que s’han seqüenciat no presenten homozigosi deguda a consanguinitat (el que succeeix quan queden molt pocs individus a les poblacions durant un temps llarg) i, en canvi, presenten força diversitat genètica, molt més relacionada amb l’hàbitat, el clima i l’alimentació dins de cada grup de primats. De fet, els individus seqüenciats d’una mateixa espècie són més diversos genèticament que els humans, els quals ens hem expandit com a espècie fa pocs milers d’anys. Aquest resultat era totalment inesperat i ens dona esperances que aquestes espècies en perill d’extinció puguin sobreviure gràcies a la seva diversitat genètica.

Què tenim diferent respecte als altres simis? Doncs després de fer tota aquesta genòmica comparativa, podríem restringir les diferències genètiques dels humans respecte als altres primats a 80 gens

Pel que fa als gens i les mutacions pròpies que podrien definir la nostra espècie, hi ha conclusions rellevants. S’han identificat al voltant d’un milió de variants genètiques que només presentem els simis i serien pròpies exclusivament del nostre llinatge de simis. Entre aquests canvis únics, molts cauen en regions reguladores, però dels que porten informació per a fer proteïnes, la majoria afecten gens de cili. De fet, un 30% dels gens ciliars dels simis presenten diferències úniques respecte als altres primats. I em preguntareu, i això, quina rellevància té? Què són els cilis? Els cilis són les antenes cel·lulars, antenes que sobresurten cap a l’exterior de la cèl·lula i que reben estímuls de l’exterior per tal que la cèl·lula hi pugui respondre adientment. Es troben a les neurones del cervell, de la retina i l’oïda, però també són importants a l’embriogènesi, als flagels dels espermatozoides, al ronyó, als pulmons… Podríem dir sense equivocar-nos, doncs, que els simis “sintonitzem” diferentment els estímuls del nostre voltant perquè tenim antenes que reben i processen informació de forma una mica diferent de la dels altres primats. És com si els simis tinguéssim una ràdio que ens permet trobar sintonies que altres primats no poden escoltar. Em sembla absolutament fascinant.

I ara em preguntareu, d’acord, els simis som diferents, però, i els humans, què? Alguna cosa ens farà diferents! Quan només hi havia per comparar les poques seqüències identificades d’hominins Neanderthal i Denisovà, es van identificar 647 posicions de canvi d’aminoàcid que es van proposar com a variants que ens conferien “humanitat”. Ara, en ampliar el camp de visió, ens hem adonat que més del 63% d’aquells canvis també estan presents en altres espècies de primats, per tant, no són les mutacions que ens fan únics. Llavors, què tenim diferent respecte als altres simis? Doncs després de fer tota aquesta genòmica comparativa, podríem restringir les diferències genètiques dels humans respecte als altres primats a 80 gens. Només 80? Sí, però és que aquests 80 gens són molt rellevants en el control de la diferenciació neuronal i del desenvolupament del cervell i sistema nerviós. Algunes variants, fins i tot, només estan al nostre genoma d’humans moderns. Aquí és on hem de cercar les diferències que ens fan únics, a les nostres neurones i el sistema nerviós.

La comparativa genòmica amb els primats il·lumina el que som com a espècie, i també per què emmalaltim

Més enllà de l’evolució humana, hi ha resultats que tindran molt impacte en la genètica clínica i el diagnòstic genètic. Penseu que la medicina de precisió es basa a trobar exactament quines mutacions són causatives de malalties, si estem diagnosticant malalties mendelianes i rares (com ara, l’hemofília, la ceguesa hereditària, o distròfies musculars). Tot i que cada vegada en sabem més, quan trobem diferències per primer cop, no sabem si realment són mutacions patogèniques causants de la malaltia o, per contra, són variants genètiques sense impacte. En canvi, pel que fa a les malalties complexes, multifactorials i molt més freqüents a la població (com ara, la hipertensió, la diabetis d’adult o la demència senil) s’analitza la combinatòria de variants comunes a la població i es fa un càlcul probabilístic de risc poligènic a patir alguna d’aquestes malalties. Tant si és en un tipus de malaltia com de l’altre, cal comparar les seqüències dels pacients. Però ara, tenim moltíssima més informació, ja que podem comparar aquests canvis identificats en el genoma dels pacients amb tots els genomes de primats. Si una posició del DNA està molt conservada evolutivament i no hi ha cap altre primat que tingui aquell canvi, tenim molts elements de judici per a inferir que és una mutació patogènica. Per contra, si altres primats tenen aquell mateix canvi, vol dir que no interfereix amb la funcionalitat del gen i la proteïna que codifica, per la qual cosa, tenim evidències per a inferir que no és rellevant. Així, doncs, dins dels articles publicats, n’hi ha un en què els científics han generat i entrenat algorismes d’intel·ligència artificial (IA), per tal de predir la “patogenicitat” d’una variant, basant-se en si la posició identificada en el pacient està conservada o no en primats. I fins i tot, poden oferir un major èxit predictiu de la probabilitat que una persona concreta pugui acabar desenvolupant una malaltia determinada, combinant els resultats de l'anàlisi del seu genoma (tant de les variants infreqüents com les freqüents). De fet, ho comproven amb els nivells de colesterol en sang i el risc cardiovascular.

Amb un plus afegit, com els primats són externs al grup d'humans, aquests algorismes són igualment predictius en totes les poblacions humanes, sense biaix amb els humans d'ascendència europea, com succeeix en l'actualitat. Aquestes dades i aquests algorismes d’IA seran molt útils en diagnòstic genètic.

La comparativa genòmica amb els primats il·lumina el que som com a espècie, i també per què emmalaltim. Som humans, som primats!