En 2022, Svante Pääbo fue galardonado con el Premio Nobel de Medicina o Fisiología. El académico del Instituto Max Planck de Antropología Evolutiva, en Leipzig, Alemania, ha desarrollado investigaciones y resultados que incorporan técnicas al campo de la biología evolutiva y que, usualmente, son empleadas en biología molecular y en medicina. Los trabajos de Pääbo permitieron conocer información sobre el genoma de homínidos extintos y, como fruto, eventualmente dieron la creación de una nueva disciplina: la paleogenómica. Los estudios en paleogenómica posibilitan conocer las semejanzas y diferencias entre individuos del pasado y contemporáneos, y ayudarán a fortalecer las investigaciones históricas, evolutivas y antropológicas por medio de la interdisciplina.

En nuestro país se han hecho contribuciones a investigaciones de esta índole; en una de ellas, se obtuvieron hallazgos acerca de la movilidad poblacional en la Mesoamérica (centro y sur del México actual, así como Centroamérica) prehispánica, así como una primera caracterización de las estructura y diversidad genética prehispánica. Los resultados de este estudio se encuentran reportados en el artículo Demographic history and genetic structure in pre-Hispanic Central Mexico, publicado en mayo de 2023 en la revista Science.

La evidencia arqueológica sugiere que un desplazamiento demográfico masivo tuvo lugar en la frontera norte entre Mesoamérica y Aridoamérica (norte del México actual), entre los 900 y 1100 años atrás. Presuntamente, dicha migración habría sido efectuada por cazadores recolectores provenientes de Aridoamérica. Este cambio en la dinámica poblacional habría ocurrido a causa de las sequías que afectaron a la región, las cuales fueron provocadas por el episodio de calentamiento global que afectó a numerosas civilizaciones alrededor del mundo en aquel momento. A pesar de ello, las zonas arqueológicas de la región de la Sierra Gorda, en Querétaro, no muestran evidencias de esa transformación demográfica; por lo anterior, para este estudio, surgió la siguiente hipótesis : al no haber evidencia de migración en la Sierra Gorda, ¿se observaría una continuidad genética pre y postsequía en esta región?

Con ayuda de técnicas de investigación en paleogenómica fue posible realizar un estudio que ha comprobado que para ese período de tiempo no existió un recambio poblacional sustancial (migración masiva proveniente de Aridoamérica), en la región de la Sierra Gorda de Querétaro, y cuyos resultados se encuentran reportados en el artículo mencionado.

Este trabajo se realizó en conjunto con múltiples instituciones de diferentes disciplinas a nivel global, de países que incluyen a Suecia y Dinamarca, por mencionar algunos. En el ámbito de la genómica, a nivel nacional, participaron el Laboratorio Internacional para la Investigación sobre el Genoma Humano (LIIGH) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), el Laboratorio Nacional de Genómica para la Biodiversidad (LANGEBIO) del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), y el Instituto Nacional de Medicina Genómica (INMEGEN).

De acuerdo con el Dr. Federico Sánchez Quinto, investigador del Laboratorio de Genómica Computacional del INMEGEN y uno de los autores de dicha investigación, los estudios en paleogenómica pueden abordar preguntas de interés científico y social; en particular, en este trabajo se buscó ahondar en la variación genética y la historia demográfica de la población indígena en México antes de la colonización europea.

Para el muestreo y la generación de datos genómicos de los individuos prehispánicos de este estudio se realizaron experimentos de captura-enriquecimiento del genoma mitocondrial para 37 de los excavados en siete sitios dentro de lo que fue Mesoamérica: tres en la Sierra Gorda en Querétaro, tres en el estado de Michoacán y una en Guanajuato. Más aún, también se produjeron datos autosómicos para 12 individuos mediante secuenciación masiva de ADN de estos mismos sitios. También se incluyeron en el análisis datos paleogenómicos de dos momias de la Sierra Tarahumara (en lo que fue Aridoamérica), los cuales se generaron en un estudio previo. Los datos genéticos de los restos arqueológicos humanos de este estudio se obtuvieron con permisos del Instituto Nacional de Antropología e Historia (INAH), los cuales se obtuvieron a partir de restos osteológicos.

El análisis de los datos genéticos tras la secuenciación del ADN mitocondrial y autosómico permitieron llegar a conclusiones muy relevantes e interesantes. En primera instancia, se observó que existió una continuidad en la estructura genética de los individuos de antes y después del período de sequías en la región de la Sierra Gorda de Querétaro; ello implica que el evento meteorológico no tuvo un impacto en la estructura genética de las poblaciones en las que habitaban, concordando con la evidencia arqueológica de esa región. Se identificó el subhaplogrupo A2d en seis individuos, de los cuales cuatro pertenecen al período previo a las sequías y dos al período posterior; de todos ellos, cuatro se agruparon en un mismo linaje mitocondrial, a pesar de los 1480 años de diferencia que existen entre ellos. Esto permite inferir que el linaje materno se conservó incluso ante el contexto de sequías en la zona de Aridoamérica.

Asimismo, la comparación entre genomas del pasado y del presente de ambas regiones, también permitió concluir que la distribución de haplogrupos del ADN mitocondrial prehispánico es parecida a la de las poblaciones indígenas del México contemporáneo. Lo anterior muestra, a grandes rasgos, una continuidad en la estructura genética del linaje materno de la población indígena del centro de México por al menos 2300 años. No obstante, existen linajes maternos antiguos que ya no están presentes en la población indígena contemporánea; ello sugiere que pudo existir variación genética mitocondrial que desapareció tras la colonización europea del siglo XVI.

En relación con análisis realizados utilizando datos autośomicos (genoma nuclear de los 12 individuos previamente mencionados) se llegaron a observaciones interesantes sobre la historia demográfica de las poblaciones prehispánicas mediante el análisis de múltiples análisis de genética de poblaciones. Por ejemplo, con ayuda del Software ADMIXTURE y con el análisis de componentes principales (ACP), la cual es una técnica de estadística que permite separar variables correlacionadas a través de una reducción de dimensiones, se pudieron caracterizar las afinidades genéticas de los individuos de estudio a nivel autonómico. Para llevar a cabo este análisis también se incorporaron como referencia otros individuos antiguos y contemporáneos a lo largo del continente americano. El ACP agrupó a todos los individuos prehispánicos junto con los de poblaciones indígenas del presente y con los antiguos provenientes de California, Belice y la Patagonia; ADMIXTURE mostró que todos ellos comparten una composición genética similar.
Tras estos procedimientos, se determinó cuánto se parecen ciertas poblaciones en cuanto a material genético se refiere. Con esto, se pudo determinar que, en la Sierra Tarahumara, un individuo perteneciente al período posterior a las sequías comparte un valor alto de deriva genética con los pueblos del norte del México actual. Dicha observación sugiere una continuidad genética en el tiempo desde el México Prehispánico hasta hoy en día, también en el Norte de México.

Por otra parte, se estimaron los valores de diversidad nucleotídica condicional (DNC), los cuales se obtienen tras calcular el promedio de diferencias entre nucleótidos entre dos genomas nucleares de todos los individuos de una misma población. Asimismo, se evaluó el resultado del análisis de trazas de homocigosidad (hapROH), las cuales indican loci con alelos iguales por parte de ambos padres. Con base en estos resultados se mostró que los individuos prehispánicos de las zonas de la Sierra Tarahumara, Toluquilla y Cañada de la Virgen poseen valores similares de DNC y de suma de segmentos de ROH inferidos. En el caso de haber ocurrido un movimiento migratorio derivado de los períodos intensos de sequía, se habrían esperado variaciones en estos indicadores para los individuos de antes y después de las sequías en las regiones de Mesoamérica, sugiriendo una contribución de la estructura genética aridoamericana. Además, los segmentos de ROH son indicadores que permiten estimar el tamaño de una población: mientras más grande el número de segmentos de ROH, la cantidad de individuos en ella es menor. Lo anterior ocurre porque existe menor variabilidad genética en poblaciones pequeñas, dando paso a la herencia de regiones idénticas del genoma por parte de ambos padres. Estos datos permitieron estimar la estructura de las poblaciones analizadas, pues los resultados sugieren que el tamaño de estas rondaba entre 800 y 3 200 individuos.

Por último y de forma destacable, esta publicación también sugiere la contribución de dos poblaciones fantasma, las cuales son aquellas cuya existencia se infiere por técnicas estadísticas y no a partir de ADN recuperado de muestras antiguas. De acuerdo con el Dr. Sánchez Quinto, es necesario encontrar muestras de ADN antiguo para poder identificar con precisión el origen de estas poblaciones fantasma, lo que permite mostrar que aún hay interrogantes por resolver dentro del objeto de esta investigación.
Dentro del Inmegen, se utilizó el servicio de secuenciación de la plataforma NextSeq500 de Illumina, la cual es una compañía que realiza la secuenciación del ADN de las muestras obtenidas de los individuos, para generar datos con base en las bibliotecas de secuenciación que fueron construidas previamente. Puntualmente, el trabajo que se llevó a cabo dentro de las instalaciones del Inmegen, como parte de esta colaboración, fue en su mayoría de índole analítica (bioinformática) donde el Dr. Sánchez Quinto participó realizando parte de los análisis en relación a las inferencias demográficas de este estudio.

Las investigaciones en temas de paleogenómica no sólo se limitan a cuestiones de demografía, sino que también pueden orientarse a la extensión del conocimiento actual sobre enfermedades crónicas, metabólicas y autoinmunes para comprender su evolución en la historia de la población mexicana. Lo anterior podría ayudar a brindar diagnósticos más precisos, así como al diseño de tratamientos específicos para los mexicanos.

Actualmente, existen proyectos que abordan estos temas y que están siendo desarrollados por el Dr. Sánchez Quinto y su equipo dentro del Inmegen. Las puertas de su grupo de investigación dentro de la Subdirección de Genómica Computacional están abiertas para quienes deseen participar en el análisis de datos.

Con la información brindada por el Dr. Sánchez Quinto, podemos concluir que la paleogenómica es un campo de estudio que enriquecerá el conocimiento actual sobre las poblaciones humanas y que, con sus resultados, podrá mejorar la calidad de vida de estas poblaciones con base en su historia genética.