La epigenética es el estudio de los cambios hereditarios en la expresión génica (genes que se expresan contra los que no) que no implican cambios en la secuencia del ADN, es decir, un cambio en el fenotipo sin que se produzca un cambio en el genotipo, pero si en la forma en la que las células leen los genes.
El cambio epigenético es un cambio regular y natural, aunque también puede verse influenciado por varios factores, como pueden ser la edad, el entorno y el estilo de vida. Las modificaciones epigenéticas pueden manifestarse tan comúnmente como la manera en la que las células se diferencial terminalmente para convertirse en células de la piel, hepáticas, cerebrales, etc. O bien el cambio epigenético puede tener efectos más dañinos que pueden resultar en enfermedades como el cáncer.
Existen al menos tres sistemas que se saben que regulan la epigenética:
- La metilación del ADN
- Las histonas
- Y el silenciamiento génico asociado a los ARNs no codificantes (ncRNAs)
La historia de la epigenética
Los primeros estudios en este campo se remontan hasta la década de los 40, cuando antes incluso de que se denominase como tal, Conrad H. Waddington y Ernst Hadorn comenzaron una amplia investigación centrada en la combinación de la genética con la biología del desarrollo. A raíz de este estudio Waddington en 1942 fue la primera persona en acuñar el término epigenética el cual deriva de la palabra griega “epigénesis” que originariamente describía la influencia de los procesos genéticos en el desarrollo.
Durante la década de los 90 se produjo un nuevo aumento del interés por este campo de la ciencia, lo cual condujo a la consolidación de bases moleculares de las observaciones de Conrad Waddington en las que el estrés ambiental provocaba la asimilación genética de ciertas características en Drosophila melanogaste, la mosca de la fruta. Desde entonces los esfuerzos en la investigación se han centrado para desentrañar los mecanismos epigenéticos relacionados con este tipo de cambios.
Actualmente, la metilación del ADN es una de las modificaciones epigenéticas más ampliamente estudiadas, el inicio de sus estudios se remontan hasta 1969 en unos estudios realizados por Griffith y Mahler en los cuales sugerían que la metilación del ADN puede ser importante en la función de la memoria a largo plazo.
Otras modificaciones importantes son la remodelación de la cromatina, las modificaciones en las histonas y los mecanismos de ARN no codificante. El renovado interés en la epigenética ha llevado a nuevos hallazgos en la relación entre los cambios epigenéticos y una serie de trastornos que incluyen varios cánceres, trastornos asociados con retraso mental, trastornos inmunes, neuropsiquiátricos y trastornos pediátricos.
Epigenética y ambiente
El campo de la epigenética está creciendo rápidamente y con él la comprensión de que tanto el entorno como el estilo de vida individual también pueden interactuar directamente con el genoma para influir en el cambio epigenético. Estos cambios pueden reflejarse en varias etapas a lo largo de la vida de una persona e incluso en generaciones posteriores. Por ejemplo, los estudios epidemiológicos en humanos han proporcionado evidencia de que los factores ambientales prenatales y posnatales tempranos influyen en el riesgo de que los adultos desarrollen diversas enfermedades crónicas y trastornos del comportamiento.
Diversos estudios han demostrado que los niños nacidos durante el período de la hambruna holandesa de 1944 a 1945 tienen mayores tasas de enfermedad coronaria y obesidad después de la exposición materna a la hambruna durante el embarazo temprano en comparación con los que no estuvieron expuestos a la hambruna. Se encontró que una menor metilación del ADN del gen del factor de crecimiento similar a la insulina II (IGF2), un locus epigenético bien caracterizado, estaba asociado con esta exposición. Asimismo, también se ha informado que los adultos que estuvieron expuestos prenatalmente a condiciones de hambruna tienen una incidencia significativamente mayor de esquizofrenia.
La investigación también ha demostrado que la exposición de una madre a la contaminación podría afectar la susceptibilidad al asma de su hijo y su ingesta de vitamina D podría cambiar la metilación del ADN que influye en el funcionamiento de la placenta. Sin embargo, no se detiene en la madre, ya que estudios posteriores respaldan que el padre también influye en la salud y las marcas epigenéticas de su hijo.
Estilo de vida y epigenética
Aunque nuestras marcas epigenéticas son más estables durante la edad adulta, todavía se cree que son dinámicas y modificables por las elecciones de estilo de vida y la influencia ambiental. Cada vez es más evidente que los efectos epigenéticos ocurren no solo en el útero, sino durante todo el transcurso de la vida humana, y que los cambios epigenéticos podrían revertirse. Existen numerosos ejemplos de epigenética que muestran cómo las diferentes elecciones de estilo de vida y las exposiciones ambientales pueden alterar las marcas en la parte superior del ADN y desempeñar un papel en la determinación de los resultados de salud.
Se está investigando el medio ambiente como una poderosa influencia sobre las etiquetas epigenéticas y la susceptibilidad a enfermedades. La contaminación se ha convertido en un foco importante en esta área de investigación, ya que los científicos están descubriendo que la contaminación del aire podría alterar las etiquetas de metilo en el ADN y aumentar el riesgo de enfermedad neurodegenerativa. Curiosamente, las vitaminas B pueden proteger contra los efectos epigenéticos nocivos de la contaminación y pueden combatir los efectos nocivos que esa materia en particular tiene en el cuerpo.
También se ha demostrado que la dieta modifica las etiquetas epigenéticas de manera significativa. El campo de la nutriepigenómica explora cómo la comida y la epigenética trabajan juntas para influir en la salud y el bienestar. Por ejemplo, un estudio encontró que una dieta alta en grasas y baja en carbohidratos podría abrir la cromatina y mejorar la capacidad mental a través de los inhibidores de HDAC. Otros estudios han encontrado que ciertos compuestos dentro de los alimentos que consumimos podrían proteger de nuevo el cáncer al ajustar las marcas de metilo en los oncogenes o genes supresores de tumores. En última instancia, una dieta epigenética puede guiar a las personas hacia el régimen alimenticio óptimo, ya que los estudios científicos revelan los mecanismos subyacentes y el impacto que los diferentes alimentos tienen en el epigenoma y la salud.
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