EPIGENÉTICA: Corresponsables de nuestra herencia

 

EPIGENÉTICA: Corresponsables de nuestra herencia

La epigenética es un campo de estudio dentro de la biología que se enfoca en los cambios heredables en la expresión génica que no implican alteraciones en la secuencia del ADN.

Tradicionalmente, se ha pensado que el material genético transmitido por los padres es el único factor hereditario que determina el estado de salud de la descendencia. Hoy en día se sabe que la herencia es mucho más compleja. Es cierto que la mayoría de la variación fenotípica en una población puede explicarse gracias a la herencia genética. Sin embargo, actualmente conocemos otras formas de herencia que influyen en la salud de la descendencia y que no implican de forma directa a la secuencia de ADN. Es el caso de la herencia epigenética.

Traumas, estrés, alimentación, calidad de vida, medio ambiente, son también factores de cambio en la expresión de la herencia génica, por lo tanto nuestras acciones nos hacen corresponsables de la misma, para nosotros y para la generaciones futuras.

Algunas definiciones que nos ayudaran comprender mejor este tema, de por si complejo.

1. **Epigenética**: Rama de la biología que estudia las modificaciones heredables en la función génica que no se deben a cambios en la secuencia del ADN.

2. **Modificación Epigenética**: Cambios químicos en el ADN o en las proteínas asociadas, como las histonas, que afectan la expresión génica sin alterar la secuencia de nucleótidos.

3. **Metilación del ADN**: Adición de grupos metilo a la molécula de ADN, generalmente en citosinas en contextos CpG, que suele reducir la expresión génica.

4. **Modificación de Histonas**: Cambios químicos en las histonas (son proteinas que empaquetan el ADN ). Las mismas pueden ser modificadas mediante la adición de grupos químicos como la acetilación, metilación, fosforilación y que afectan la estructura de la cromatina y la expresión génica.

Origen y Desarrollo

El término "epigenética" fue acuñado por el biólogo británico Conrad Waddington en la década de 1940. Inicialmente, se utilizó para describir cómo los genes interactúan con su entorno para producir un fenotipo (manifestación externa de las características genéticas de un organismo, que puede ser medida y observada directamente, que incluye rasgos como el color de los ojos, la altura, la forma del cuerpo, entre otros).

 Sin embargo, el campo moderno de la epigenética comenzó a desarrollarse a partir de la década de 1980 con el descubrimiento de modificaciones específicas del ADN y las histonas.
. Estas modificaciones pueden influir en cómo el ADN se expresa, por lo tanto, en la accesibilidad de los factores de transcripción y la maquinaria de transcripción a los genes.

 Esto afecta directamente la expresión génica regulando qué genes están activos o inactivos en una célula en particular en un momento dado.

Aplicaciones y Relevancia

1. **Medicina**: La epigenética ha permitido entender mejor diversas enfermedades, incluyendo el cáncer, trastornos neurológicos y enfermedades autoinmunes. Por ejemplo, se ha descubierto que ciertos patrones de metilación del ADN están asociados con tipos específicos de cáncer.

2. **Desarrollo de Fármacos**: Se están desarrollando fármacos que modulan la actividad epigenética.

3. **Agricultura**: Aplicaciones en el mejoramiento de cultivos y la resistencia a enfermedades mediante la modificación epigenética, ya que tambien factores ambientales pueden tener infuencia sobre la expresion genica.

Epigenetica y trauma

Es esta un área emergente y fascinante de la investigación científica que busca entender cómo experiencias traumáticas extremadamente estresantes o perturbadoras que pueden tener efectos duraderos en la salud mental y física de un individuo y dejar marcas duraderas en la expresión génica sin alterar la secuencia del ADN.

El trauma puede inducir cambios en la metilación del ADN, afectando genes relacionados con el estrés, el sistema inmunológico y la regulación emocional. Estos cambios pueden persistir durante largos periodos e incluso ser heredados.

Investigaciones han demostrado que los sobrevivientes del Holocausto y sus descendientes presentan alteraciones en la metilación del ADN en genes asociados con la respuesta al estrés. Esto sugiere una transmisión epigenética de los efectos del trauma.

Modelos animales tambien han mostrado que el estrés temprano en la vida, como la separación materna, puede llevar a cambios epigenéticos que afectan el comportamiento y la fisiología en la adultez.

Estudios en individuos con PTSD (Trastorno de Estrés Postraumático) han encontrado patrones de metilación del ADN alterados en genes involucrados en la respuesta al estrés y la regulación emocional.

No todas las transmisiones epigenéticas del trauma resultan en efectos negativos. Algunas modificaciones pueden conferir resiliencia, preparando a las generaciones futuras para enfrentar mejor situaciones estresantes.

El campo de la epigenética del trauma está en expansión, con un creciente interés en comprender cómo las intervenciones psicológicas y farmacológicas pueden revertir los cambios epigenéticos inducidos por el trauma. Además, se investiga cómo el entorno, la dieta y el estilo de vida pueden modular estos efectos epigenéticos.

La investigación está explorando cómo las intervenciones terapéuticas, como la psicoterapia y los tratamientos farmacológicos, pueden revertir o mitigar los cambios epigenéticos inducidos por el trauma.

También cómo los factores ambientales, como la dieta, el ejercicio y el apoyo social, pueden influir en la reversión de los efectos epigenéticos del trauma.

 La epigenética abre la posibilidad de desarrollar tratamientos personalizados basados en los perfiles epigenéticos individuales, mejorando la eficacia de las intervenciones terapéuticas.

La perdurabilidad del trauma a través de las generaciones por vías epigenéticas es un área de investigación prometedora que ofrece nuevas perspectivas sobre cómo las experiencias traumáticas pueden afectar a las generaciones futuras. La comprensión de estos mecanismos no solo profundiza nuestro conocimiento de la biología del trauma, sino que también abre nuevas vías para intervenciones terapéuticas que podrían mitigar los efectos negativos del trauma heredado.

Epigenetica y calidad de vida.

Se ha comprobado que diferentes factores ambientales, como el consumo de ciertas sustancias, el estrés o la dieta pueden alterar los mecanismos epigeneticos mencionados. No obstante, todavía se desconoce cómo algunos de estos factores ambientales intervienen en la transmisión a la descendencia de diferentes aspectos de la salud.

Dos recientes estudios han identificado algunos de los factores ambientales que influyen en la herencia epigenética. El primero de ellos, publicado en la revista Developmental Cell , ha determinado que la dieta paterna produce cambios epigenéticos en las proteínas espermáticas que pueden afectar al desarrollo de la descendencia. El segundo, publicado en PNAS , ha encontrado que ciertos factores, como la edad materna o el consumo de alcohol, pueden alterar la impronta genética de los ovocitos maternos antes de la concepción.

La dieta también puede influye en la salud de la descendencia

La edad y el consumo de alcohol antes del embarazo, dos factores que influyen en la impronta genética de la descendencia

Se estudio como la impronta nc886 es influída por diferentes factores ambientales maternos, como el consumo del alcohol o de tabaco antes del embarazo. Los resultados mostraron que la impronta de nc886 está influida por la edad de la madre y su consumo de alcohol un año antes de la concepción, pero no por el consumo de tabaco.

Estudios anteriores del equipo del Dr. Jones habían demostrado que los fallos de impronta del gen nc886 están asociados con una mayor masa corporal en niños de 5 años. Otros estudios han relacionado los fallos en la impronta de este gen con una mayor supervivencia en pacientes con leucemia mieloide aguda y con una baja respuesta a ciertos fármacos para la diabetes.

 

Futuro de la Epigenética

El futuro de la epigenética incluye un mejor entendimiento de cómo las influencias ambientales, como la dieta, el estrés y las toxinas, y los traumas pueden afectar la expresión génica.
También se espera que las terapias basadas en la epigenética se conviertan en tratamientos estándar para diversas enfermedades.
Nos abre un camino de comprensión para tomar conciencia de cómo nuestra calidad de vida no solo tiene efectos sobre nuestra salud, sino tambien sobre nuestra descendencia.

Felisindo Rodriguez
24/06/2024

 REFERENCIAS SOBRE EL TEMA.

 

- Carpenter BL, et al. Oocyte age and preconceptual alcohol use are highly correlated with epigenetic imprinting of a noncoding RNA (nc886). Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 Mar 23;118(12):e2026580118. doi: 10.1073/pnas.2026580118

-Lismer A, et al. Histone H3 lysine 4 trimethylation in sperm is transmitted to the embryo and associated with diet-induced phenotypes in the offspring. Dev Cell. 2021 Mar 8;56(5):671-686.e6. doi: 10.1016/j.devcel.2021.01.014

-Study explores how environmental exposures before conception may impact fetal development. Van Andel Institute: https://www.vai.org/jones-pnas-nc886/

- Barbara McClintock**: Premiada con el Nobel en 1983 por su descubrimiento de los "genes saltarines" o transposones, lo cual fue uno de los primeros indicios de la regulación genética epigenética.

- Rudolf Jaenisch**: Uno de los pioneros en el estudio de la reprogramación epigenética y su impacto en el desarrollo y las enfermedades.

- Andrew Z. Fire y Craig C. Mello**: Ganadores del Nobel en 2006 por su descubrimiento del RNA de interferencia (RNAi), un mecanismo epigenético que puede silenciar genes.