O paradoxo da intolerância à lactose no Sul da Ásia e o gene -13910*T

O paradoxo da intolerância à lactose no subcontinente do Sul da Ásia

Uma intolerância à lactose curiosa e, ao mesmo tempo, paradoxal em grande parte do subcontinente do Sul da Ásia pode ajudar a clarificar porque é que, noutras populações, surgiu a capacidade de os adultos consumirem leite fresco de outros animais.

Uma equipa liderada por investigadores da University of California, Berkeley realizou um estudo genómico à escala do genoma com pessoas de diferentes regiões do subcontinente asiático, com o objectivo de perceber melhor como e porquê se disseminou a capacidade de digerir o açúcar típico dos lacticínios.

Apesar de a Índia, o Paquistão e o Bangladesh estarem entre os maiores produtores e consumidores mundiais de produtos lácteos, a maioria dos adultos nestes países não produz lactase em quantidade suficiente - a enzima que permite digerir a lactose. Por isso, no Sul da Ásia, produtos como ghee, iogurte e outros alimentos fermentados tendem a apresentar menos lactose.

Como funciona a lactase e o que muda na idade adulta

Em bebés, os seres humanos produzem lactase para decompor a lactose presente no leite materno. No entanto, à medida que as crianças crescem e chegam à idade adulta, a produção de lactase diminui de forma acentuada. Se consegue beber leite e digerir lactose, pertence a uma minoria global: estima-se que 70 por cento da população mundial tenha, em algum grau, deficiência de lactase, com variações grandes entre grupos étnicos e faixas etárias.

Em certos grupos, uma variação no ADN perto do gene da lactase permite continuar a produzir a enzima muito para além da infância. Acredita-se que as mutações responsáveis por esta função tenham surgido entre pastores há cerca de 5000 anos no que é hoje o oeste da Rússia.

Um alelo em particular, o -13910*T, está associado a níveis elevados de produção de lactase até à idade adulta em algumas populações. Continua pouco claro como e por que motivo esta característica se espalhou a nível global, mas os cientistas frequentemente atribuem a sua expansão à selecção natural em populações com elevado consumo de lacticínios. É precisamente por isso que a sua baixa frequência no Sul da Ásia constitui um enigma.

O que mostrou o estudo genómico liderado pela University of California, Berkeley

O estudo recentemente publicado concluiu que, embora a variante tenha entrado no subcontinente durante períodos históricos e medievais, não se disseminou pelas populações do Sul da Ásia da mesma forma que aconteceu na Europa.

Em vez disso, a selecção natural quase não empurrou a variante genética para a população em geral - o alelo -13910*T mal se expandiu - com duas excepções: duas pequenas comunidades pastorícias, onde a sua frequência aumentou sob algumas das pressões selectivas mais intensas conhecidas na evolução humana recente.

De facto, “A força da selecção a actuar sobre este alelo poderá ter sido mais elevada nas populações pastorícias do Sul da Ásia do que nos norte-europeus”, escrevem os investigadores num preprint carregado no bioRxiv.

A antropóloga Christina Warinner, da Harvard University, que não participou na investigação, comentou à Science Magazine: “Este é um estudo excelente, cuidadoso e importante. A nossa explicação actual sobre como funciona a digestão de leite em adultos, e a nossa compreensão sobre tolerância e intolerância à lactose, está realmente incompleta.”

Sob a liderança da bióloga Priya Moorjani, da University of California, Berkeley, a equipa reuniu dados de cerca de 8,000 genomas, incluindo material genético contemporâneo e antigo datado entre 3300 BCE e 1650 CE.

Os investigadores cartografaram a distribuição do -13910*T no subcontinente do Sul da Ásia e identificaram um padrão em gradiente de norte para sul.

A “versão genética” associada ao consumo de leite é consideravelmente mais comum no norte e torna-se mais rara à medida que se avança para sul, com uma excepção evidente: os grupos Toda (Sul da Índia) e Gujjar (Paquistão), tradicionalmente criadores de búfalos, nos quais a persistência de lactase atingiu valores tão elevados como 90 por cento da população.

Depois, recuaram no tempo para determinar quando e onde o -13910*T apareceu. Em paralelo, compararam longos segmentos de ADN em torno do alelo nas populações do Sul da Ásia com os de outras populações, para identificar o emparelhamento mais próximo.

Ambas as linhas de evidência indicaram que a variante foi introduzida por pastores da Estepe Eurasiática, cujo haplótipo -13910*T era quase idêntico ao observado nas populações do Sul da Ásia.

Por fim, a equipa simulou diferentes cenários que poderiam explicar a manutenção da variante em frequências elevadas, desde selecção natural até deriva genética.

Porque é que o alelo -13910*T quase não se espalhou - excepto entre os Toda e os Gujjar

A explicação que melhor se ajusta aos dados é que o gene foi importado da Estepe Eurasiática e amplificado por pressões de selecção positiva. E a força invulgar dessa selecção recente entre os Toda e os Gujjar poderá estar relacionada com o seu modo de vida. Sendo criadores de búfalos, a sua alimentação depende fortemente de lacticínios frescos, incluindo leite fresco, manteiga, leitelho, iogurte e queijo.

Tendo em conta que tanto os Toda como os Gujjar dependem tradicionalmente, de forma marcada, do leite fresco, a selecção recente e excepcionalmente intensa a favor do “gene de beber leite” é compatível com a influência de estilos de vida dependentes de lacticínios.

“Os nossos resultados revelam que a evolução da persistência da lactase não é uma narrativa única de selecção”, concluem os investigadores, “mas um mosaico de histórias demográficas e culturais, cada uma deixando uma marca genética distinta no genoma humano.”

A investigação está disponível no bioRxiv.