Cuando conocemos a una persona, en lo primero que nos fijamos es en su cara, la forma de los ojos y de la nariz, la posición de las cejas y la boca... Aunque pasen los años, y el cuerpo cambie, las características de la cara nos dejan reconocer a personas que hace mucho tiempo que no hemos visto. La faz, la cara, nos identifica. A veces, algunos amigos nos comentan que han visto por la calle a alguien que se parece mucho a nosotros, y nos preguntan, medio en broma, si tenemos algún hermano o hermana gemela. Exceptuando a los que sí es su caso, nuestra respuesta suele ser de sorpresa. Este fenómeno no es extraño. A pesar de que cada una de las casi 8 mil millones de personas que viven en el mundo son únicas, puede haber alguien que tenga una cara físicamente muy similar a la nuestra. Encontrar a estas personas no relacionadas entre ellas, pero muy similares, es un proyecto de un fotógrafo canadiense, François Brunelle.

¿Cómo es que son tan parecidos? La forma de la cara, la posición de los diferentes elementos faciales, la mandíbula y las orejas, el color de los ojos, el cabello y la piel están determinados genéticamente, pero hay muchos genes diferentes que intervienen, desde genes de formación del cráneo (pómulos, arcos supraorbitarios, barbilla), a otros de disposición de las partes blandas (las mejillas, la punta de la nariz). Hace años que hay estudios genéticos para identificar los genes importantes para la formación de la cara y encontrar las variantes genéticas que determinan diferentes aspectos y rasgos faciales. Inicialmente con un conjunto de pocos genes, que se han ido ampliando a medida que los estudios genéticos de secuenciación masiva permitieron tener una gran cantidad de información del ADN de las personas. Este conocimiento se va complementando año tras año, pero está claro que en el ADN está la información que permite correlacionar características concretas con variantes genéticas, es decir, establecer relaciones entre ADN (genotipo) y los rasgos faciales (fenotipo). Estas correlaciones, aunque no son totalmente perfectas, permiten, incluso, hacer un retrato "robot", una imagen recreada, a partir del ADN de una muestra biológica y se puede usar, por ejemplo, en genética forense.

Sabemos que los mellizos monozigóticos, es decir, los que derivan de un único cigoto (un único óvulo fecundado por un único espermatozoide) son idénticos genéticamente (gemelos). A lo largo de la vida, sus células van adquiriendo azarosamente mutaciones puntuales diferentes, que los van diferenciando (por ejemplo, uno puede tener una peca en la barbilla y el otro no) y, además, a causa del ambiente, con el tiempo, los gemelos van incorporando diferencias epigenéticas (por ejemplo, en la metilación de elementos reguladores), que impactan en la expresión de los genes, y van añadiendo diferencias entre ellos. Así, dos personas que eran idénticas inicialmente, se van diferenciando sutilmente con los años, sobre todo si viven circunstancias muy diferentes, como ya os expliqué en un artículo previo sobre las diferencias detectadas en el ADN entre dos hermanos gemelos después de que uno de ellos pasara un año en una estación espacial de la NASA.

Volviendo a las personas que se parecen a pesar de no ser parientes, ¿cómo puede ser? ¿Es a causa de que comparten variantes genéticas? ¿O depende más de diferencias en el ambiente, como por ejemplo, de diferencias epigenéticas o de su microbioma? Estas son las preguntas que se hicieron un grupo de investigadores liderados por Manel Esteller (Universidad de Barcelona, Instituto de Investigación contra la leucemia Josep Carreras), así que contactaron con el fotógrafo que os he comentado, para buscar en sus "parejas" de personas parecidas, aquellas que realmente son muy similares, con el objetivo de hacer un análisis a múltiples niveles "ómicos", y comparar las similitudes y diferencias en su genoma (analizan un poco más de 4 millones de nucleótidos del ADN en posiciones específicas variables entre los humanos, denominadas SNP), el epigenoma (el estado de metilación de 850.000 posiciones metilables del genoma) y microbioma (bacterias de la cavidad oral por secuenciación de su RNA ribosomal).

Primero de todo, como la selección del fotógrafo de 32 parejas de personas (hombres y mujeres, entre 23 y 78 años) se basaba en criterios subjetivos, para intentar escoger aquellas que realmente fueran más similares, los investigadores pasaron las fotografías por 3 programas informáticos diferentes de reconocimiento facial, y se quedaron con 16 parejas en que estos programas de inteligencia artificial no supieron distinguir las dos personas (como tampoco pudieron con 100 parejas de mellizos monozigóticos usadas de control), es decir, estas 16 parejas eran "gemelos virtuales". Aquí tenéis una muestra de la selección final, y recordad que estas personas no tienen ningún parentesco de primero ni segundo grado. De hecho, después de hacer el análisis genético, infirieron que una pareja eran primos terceros, y otra pareja compartía una pequeña parte de su ADN, lo que implicaría que compartían algún ancestro común en los últimos siglos, pero las otras parejas no tenían ningún parentesco genético.

Similitud facial (1)
Algunas de las parejas de personas sin parentesco que muestran una gran similitud facial, fotografiadas por François Brunelle y usadas en este estudio genético, epigenético y de microbioma (Joshi, et al. 2022, Cell Reports 40, 111257)

Sin embargo, el análisis de asociación genética demuestra que las dos personas que parecen "gemelas" físicamente, comparten variantes genéticas de forma significativa y 9 de las parejas también se aparejan en cuanto a ADN, con 19.277 posiciones nucleotídicas específicas (SNP) compartidas, particularmente, en los genes que determinan la forma de la cara (forma de los ojos, labios, boca y narinas); el desarrollo y forma del cráneo; la textura de la piel; genes implicados en retención de líquidos y canales iónicos, además de otros genes que, hasta ahora, no se sabía que podían ser importantes para determinar la forma final de la cara. Por lo tanto, se abren nuevas líneas de investigación sobre la función de estos genes. Hay que remarcar aquí que la similitud genética solo se encuentra con respecto a los genes que determinan rasgos relevantes de la formación de la cara y el cráneo, pero con respecto al resto del genoma analizado son tan diferentes (o tan iguales) que los de cualquier otra persona escogida al azar de su origen geográfico. También hay que recordar que solo se analiza una parte del genoma, de los 3.300 millones de nucleótidos solo se analizan poco más de 4 millones de nucleótidos, aquellas posiciones donde hay más variabilidad genética entre humanos, pero no se analizan mutaciones concretas en cada gen (mutaciones raras), las cuales tienen un mayor impacto en el fenotipo, pero son muy infrecuentes en la población.

Por otra parte, con respecto a los análisis del epigenoma o del microbioma oral, los investigadores solo encontraron una pareja similar en su patrón de metilación o de bacterias orales, respectivamente. Por lo tanto, la semejanza facial viene determinada principalmente por la combinatoria de variantes genéticas que hemos heredado de nuestros padres en genes relevantes para la formación de la cara y el cráneo, mientras que el ambiente, estudiado aquí por su impacto en la epigenética y el microbioma, no parece tener un impacto muy importante en las características faciales.

Los investigadores también pidieron a los participantes rellenar un detallado cuestionario sobre los hábitos de vida y características biométricas (como altura y peso corporal). Curiosamente, encuentran que las personas aparejadas por la semejanza física facial comparten algunas características del estilo de vida (educación, adicción al tabaco) y algunas medidas del cuerpo. Habría que estudiar si esta relación se mantiene en estudios con un mayor número de parejas de personas similares, ya que 16 parejas es un número muy bajo para asumir que estas relaciones son lo bastante significativas.

Resumiendo, las características faciales de las personas dependen mayoritariamente de su genética, y las personas que se parecen es porque comparten muchas variantes genéticas en genes específicos que determinan la forma y posición de los diferentes elementos faciales y craneales.