Científicos han diagnosticado el síndrome de Down a partir del ADN de los huesos antiguos de siete infantes, uno de ellos de hasta 5,500 años de antigüedad. Su método, publicado en la revista Nature Communications, puede ayudar a los investigadores a aprender más sobre cómo las sociedades prehistóricas trataban a las personas con síndrome de Down y otras condiciones raras.
El síndrome de Down, que se produce en 1 de cada 700 bebés hoy en día, es causado por una copia adicional del cromosoma 21. El cromosoma adicional produce proteínas adicionales, que pueden causar una serie de cambios, incluyendo defectos cardíacos y discapacidades intelectuales.
Los científicos han tenido dificultades para comprender la historia de esta condición. Actualmente, las madres mayores son las más propensas a tener un hijo con esta condición. En el pasado, sin embargo, las mujeres habrían tenido más probabilidades de morir jóvenes, lo que podría haber hecho que el síndrome de Down fuera más raro, y los niños nacidos con esta condición habrían tenido menos probabilidades de sobrevivir sin la cirugía de corazón y otros tratamientos que hoy prolongan sus vidas.
Los arqueólogos pueden identificar algunas condiciones raras, como la baja estatura, solo a través de los huesos. Pero el síndrome de Down, también conocido como trisomía 21, es una enfermedad notablemente variable.
Las personas con esta condición pueden tener diferentes combinaciones de síntomas, y pueden tener formas graves o más leves. Aquellos con los ojos con forma de almendra causados por el síndrome de Down pueden tener esqueletos relativamente comunes, por ejemplo.
Como resultado, los arqueólogos tienen dificultades para diagnosticar con certeza esqueletos antiguos con síndrome de Down. “No se puede decir: ‘Oh, este cambio está aquí, así que es trisomía 21′”, dijo la Dra. Julia Gresky, una antropóloga del Instituto Arqueológico Alemán en Berlín quien no participó en el nuevo estudio.
Por el contrario, no es complicado identificar el síndrome de Down genéticamente, al menos en personas vivas. En los últimos años, los genetistas han estado probando sus métodos con ADN preservado en huesos antiguos.
Ha sido un desafío, sin embargo, porque los científicos no pueden simplemente contar cromosomas completos, que se desintegran en fragmentos después de la muerte.
En 2020, Lara Cassidy, una genetista de Trinity College Dublin, y sus colegas usaron por primera vez ADN antiguo para diagnosticar a un bebé con síndrome de Down. Estaban examinando genes de esqueletos enterrados en una tumba de 5,500 años de antigüedad en el oeste de Irlanda. Los huesos de un niño de 6 meses contenían cantidades inusualmente altas de ADN del cromosoma 21.
Desde entonces, Adam Rohrlach, un estadístico de Instituto Max Planck para la Antropología Evolutiva en Leipzig, Alemania, y sus colegas han desarrollado un nuevo método para encontrar la firma genética, uno que pueden usar para examinar rápidamente miles de huesos.
La idea le vino a Rohrlach cuando habló con un científico del instituto sobre sus procedimientos para buscar ADN antiguo. Debido a que el secuenciamiento de ADN de alta calidad es muy costoso, resultó que los investigadores estaban realizando pruebas con un método barato, llamado secuenciación shotgun, antes de seleccionar unos pocos para una investigación adicional.
Si el hueso aún conservaba ADN, la prueba descubría muchos pequeños fragmentos genéticos. Con frecuencia, estos fragmentos provenían de microbios que crecen en los huesos después de la muerte. Pero algunos huesos también contenían ADN que era claramente humano, y aquellos con un alto porcentaje se seleccionaron para pruebas adicionales.
Rohrlach descubrió que el instituto había examinado casi 10,000 huesos humanos de esta manera, y los resultados de toda la secuenciación shotgun se almacenaron en una base de datos. A Rohrlach y sus colegas se les ocurrió la idea de buscar cromosomas adicionales en la base de datos.
“Pensamos: ‘Nadie ha comprobado estas cosas antes'”, dijo Rohrlach.
El equipo escribió un programa que clasificó los fragmentos del ADN recuperado por cromosoma. El programa comparó el ADN de cada hueso con toda la base de datos de muestras. Luego, identificó huesos particulares que tenían un número inusual de secuencias provenientes de un cromosoma en particular.
Dos días después de la conversación inicial, la computadora había presentado sus resultados. “Resultó que nuestra intuición era correcta”, dijo Rohrlach, quien ahora es profesor asociado en la Universidad de Adelaide en Australia.
Descubrieron que la colección del instituto incluía seis huesos con ADN adicional del cromosoma 21, la firma del síndrome de Down. Tres pertenecían a bebés de hasta un año de edad, y los otros tres a fetos que murieron antes del nacimiento.
Rohrlach también siguió el estudio de 2020 de Cassidy. Usó su programa para analizar la secuenciación shotgun del esqueleto irlandés y encontró que también portaba un cromosoma 21 adicional, confirmando su diagnóstico inicial.
Además, Rohrlach encontró otro esqueleto con una copia adicional del cromosoma 18. Esa mutación causa una condición llamada síndrome de Edwards, que generalmente conduce a la muerte antes del nacimiento. Los huesos provenían de un feto que había muerto a las 40 semanas y estaban gravemente deformados.
La nueva investigación no permite a Rohrlach y sus colegas determinar cuán común era el síndrome de Down en el pasado. Muchos niños con la condición probablemente murieron antes de la edad adulta, y los huesos frágiles de los niños tienen menos probabilidades de ser preservados.
“Hay mucha incertidumbre en la muestra, en lo que podríamos y no podríamos encontrar”, dijo Rohrlach. “Creo que sería un estadístico muy valiente que intentara sacar demasiadas conclusiones de estos números”.
Pero Rohrlach encontró significativo que tres niños con síndrome de Down y uno con síndrome de Edwards fueran enterrados en dos ciudades vecinas en el norte de España entre 2,800 y 2,400 años atrás.
Normalmente, la gente en esa cultura era incinerada después de la muerte, pero estos niños fueron enterrados dentro de edificios, a veces con joyas. “Eran bebés especiales que estaban siendo enterrados en estas casas, por razones que aún no entendemos”, especuló Rohrlach.
Gresky no pensó que la evidencia permitiera descartar la casualidad para el grupo de casos.
“Quizás los huesos allí estaban muy bien conservados”, dijo. “Quizás los arqueólogos eran tan buenos y estaban tan bien entrenados que los sacaron todos. Quizás fueron enterrados de una manera que hizo que fuera mucho más fácil encontrarlos”.
Aún así, Gresky consideró el nuevo estudio un avance importante. Por un lado, puede permitir a los arqueólogos comparar restos identificados genéticamente con síndrome de Down y descubrir un conjunto oculto de características comunes a todos sus esqueletos.
Y Gresky esperaba que otros investigadores usaran ADN antiguo para iluminar las historias ocultas de otras enfermedades raras: “Solo tienes que buscarlas y tienes que hablar de ellas. De lo contrario, permanecerán invisibles”.