Es posible que hayas oído hablar de epigenética en clase de biología, o que hayas visto la serie de Netflix sobre el experimento con gemelos. En cualquier caso, el término epigenética ha ganado mucha fuerza fuera de la comunidad científica en los últimos años. Parece que el viejo dogma de que todo reside en los genes ya no es aplicable.
Más bien, las investigaciones sobre epigenética demuestran que podemos influir en algunos procesos a través de nuestro comportamiento, nuestra dieta o haciendo ejercicio. En este artículo, le mostramos qué es la epigenética, cómo contribuye a la investigación sobre el envejecimiento y qué tienen que ver nuestros abuelos con ella.
¿Qué es la epigenética?
Antes de entrar en materia, debemos aclarar la definición: La epigenética investiga cómo afectan los cambios que van más allá del código genético - un concepto expresado en la parte de la palabra "epi", del griego antiguo que significa "sobre" o "acerca de". No se trata aquí de mutaciones en sentido estricto, sino de modificaciones que determinan el grado de actividad de ciertos genes en nuestras células.
Un ejemplo clásico de tales modificaciones es el ADN metilación. Esto implica la unión de un grupo metilo (CH3) a secciones específicas del ADN. Esto puede tener el efecto de inhibir ciertos procesos celulares, por ejemplo, deteniendo la producción de proteínas. La epigenética es z.B. es responsable de que una célula muscular difiera de una célula renal, aunque ambas contengan exactamente la misma secuencia de ADN.
Epigenética - un poco más fácil
Si no has estudiado bioquímica, términos como metilación, cromatina o ARN no codificante no significarán nada para ti. No te preocupes, explicaremos la epigenética un poco más claramente e intentaremos hacer comprensibles los mecanismos más complicados que hay detrás con esta analogía:
En primer lugar, tenemos que fijarnos un poco más en las células . Cada una de nuestras células tiene la misma cadena de ADN, nuestro material genético. Éste contiene toda la información, z.B. cómo está estructurada una célula del músculo cardíaco, qué proteínas contiene o qué enzimas debe contener una célula estomacal para que pueda producir ácido gástrico y mucho más. Si toda esta información se "leyera" al mismo tiempo, se produciría un enorme caos. Por esta razón, nuestro ADN está lleno de estructuras químicas que pueden "encender" o "apagar" secciones como los interruptores de un control de volumen.
¿Cómo de "ruidosos" son tus genes?
Imagina que cada gen de tu ADN tiene un control de volumen. Con la ayuda de este control de volumen, tu epigenética puede poner ciertas áreas "altas" para que el gen esté activo o poner otras áreas en "silencio", lo que hace que este gen esté inactivo. Este ajuste fino se realiza mediante metilación . Estos pequeños grupos de hidrocarburos determinan lo "ruidosas" o "silenciosas" que son ciertas secciones del ADN en nuestro material genético.
Otra posibilidad son las llamadas modificaciones de las histonas. Las histonas son proteínas estructurales alrededor de las cuales se enrolla el ADN. Muy similar a un rizador. En estas proteínas también influye la epigenética. Si se modifican, secciones enteras de ADN son más difíciles de desenrollar y, por tanto, de leer. Por tanto, grandes partes permanecen "silenciosas" (inactivas)
¿Cómo influye la epigenética?
En estos cambios epigenéticos influyen varios factores, como el medio ambiente, la dieta, el estrés y el estilo de vida. Algunos de estos "ajustes de volumen" pueden incluso transmitirse a las generaciones futuras, lo que significa que las experiencias y condiciones de sus antepasados podrían influir en su vida y en qué genes de su cuerpo son más fáciles o más difíciles de acceder. Por lo tanto, la epigenética garantiza que, a pesar de que la información genética no cambie, la accesibilidad y la utilización de esta información pueden hacerse dinámicas y adaptables.
Esto explica cómo un ADN idéntico en diferentes tipos de células puede dar lugar a funciones y características tan diversas. Pero también explica por qué gemelos idénticos con exactamente el mismo ADN tienen características diferentes. Los ajustes exactos de su "control de volumen" son individuales y pueden cambiar constantemente. Esto se conoce como patrón epigenético. Puede hacer uso de esto si desea medir la edad epigenética o biológica .
ADN y epigenética: lo que se hereda
Cada célula consta de 46 cromosomas. En ellos se almacena la información genética en forma de ADN. Los cromosomas están dispuestos por pares, por lo que tenemos 23 pares de cromosomas en cada célula. Recibimos el 50 por ciento de los cromosomas de nuestra madre y el otro 50 por ciento de nuestro padre biológico.
Factor V de Leiden: Una de las enfermedades genéticas más comunes
Imagina que uno de tus genes en un tema concreto (en este caso Factor V) es defectuoso. Este gen defectuoso proviene de tu padre, pero afortunadamente tu madre te transmitió una copia entera. Así que tienes dos genes en el sujeto, pero uno de ellos es defectuoso. En medicina, esto se denomina expresión heterocigota.
Esta expresión específica, un gen defectuoso para el factor V y un gen sano, es una de las "enfermedades genéticas" más comunes en Europa. Aproximadamente una de cada 20 personas tiene un gen defectuoso para el factor V, lo que conlleva un mayor riesgo de trombosis. Si ambos genes son defectuosos, se hablaría de una expresión homocigótica .
ADN y epigenética - lo que se hereda
El ejemplo con el gen defectuoso del factor V es un ejemplo típico de una enfermedad hereditaria. La epigenética no desempeña ningún papel en este caso porque la información subyacente relativa al gen es defectuosa. Durante mucho tiempo se creyó que sólo heredábamos los genes de nuestros padres y que sólo adquiríamos la epigenética (es decir, el ajuste del volumen) más tarde. Según las investigaciones actuales, esto no es correcto. ¿Así que también heredamos algunos preajustes de los controles de volumen de nuestros padres?
¿Se pueden heredar los traumas?
¿El color de ojos de la madre, el pelo del padre y el trauma psicológico de los abuelos? Aunque esta afirmación es bastante atrevida, cada vez hay más pruebas de que no sólo heredamos el ADN de nuestros padres, sino también patrones y huellas epigenéticas - y esto a lo largo de varias generaciones.
Para seguir con nuestra analogía: Antes se suponía que los ajustes de control de volumen no eran heredables. Las diferencias en la metilación del ADN sólo se adquirirían más adelante en la vida. Esta suposición no parece ser correcta. En este estudio sobre moscas de la fruta, científicos del Instituto Max Planck pudieron demostrar que los patrones epigenéticos pueden transmitirse de generación en generación.
Es razonable suponer que esto también ocurre en los seres humanos y quizás se puedan desarrollar nuevas terapias a partir de estos hallazgos en el futuro.
¿Se puede heredar la obesidad?
Como ya hemos visto que ciertos patrones epigenéticos pueden heredarse a lo largo de varias generaciones en moscas de la fruta, surge la pregunta de qué efectos puede tener esto. Por un lado, se supone que las experiencias traumáticas pueden causar cambios epigenéticos que también se heredan y aparecen en generaciones posteriores. Puedes encontrar un interesante artículo en este documental de Terra Xplore de la ZDF.
Otra cuestión es si los padres con sobrepeso transmiten sus patrones epigenéticos a sus hijos, haciéndolos más susceptibles a la obesidad. También en este caso faltan pruebas directas, pero hay indicios de que es posible. En las ratas, por ejemplo, un estudio encontró que la exposición a un pesticida (DDT = diclorodifeniltricloroetano) llevó a una incidencia del 50 por ciento de la obesidad en las generaciones posteriores.
Esto demuestra que los factores ambientales tienen el poder de alterar los patrones epigenéticos y además favorecer la obesidad en las generaciones posteriores. También hay indicios de que la susceptibilidad a la obesidad es en parte hereditaria en los seres humanos.
¿Conoces tu edad biológica? El Test de Perfil Molecular tiene la respuesta.
La epigenética y la edad biológica
Cada uno de nosotros tiene sus propios patrones epigenéticos únicos y, sin embargo, también tenemos cosas en común. Una de las primeras personas en reconocerlo es Steve Horvath. Ha estado trabajando en la cuestión de cómo medir la edad biológica, utilizando epigenética. El investigador desarrolló el Reloj de Horvathque lleva su nombre, con el que se puede medir la edad biológica de las células con gran precisión.
A lo largo de nuestra vida, en nuestro ADN se acumulan marcadores típicos. Los sitios son característicos e iguales para cada persona. Sobre esta base se desarrolló la primera prueba de edad epigenética.
La clave de la longevidad
El descubrimiento del Reloj de Horvath fue revolucionario. Por primera vez fue posible medir la influencia de diversos parámetros en la salud y la edad de nuestras células. Junto con los Hallmarks of Aging esto sentó las bases para la investigación del envejecimiento epigenético. Si logramos invertir los marcadores epigenéticos, quizá podamos ralentizar o incluso detener el envejecimiento.
Investigadores como el profesor de Harvard David Sinclair o el millonario estadounidense Bryan Johnson ya han dado un paso más y han probado (en parte en ellos mismos) algunas moléculas reductoras de la edad. Ambos tienen una edad biológica significativamente más joven, y casi a diario aparecen nuevos estudios sobre el tema. En un estudio en humanos la edad biológica se redujo en unos impresionantes 8 años.
¿El secreto? En el estudio, los sujetos de prueba tomaron alfa-cetoglutarato, una molécula implicada en el metabolismo energético, . Si desea obtener más información al respecto, puede leer los antecedentes en nuestro artículo sobre alfa-cetoglutarato . Se están llevando a cabo otras investigaciones apasionantes en el campo del metabolismo del NAD . Las sirtuinas, apodadas "genes de la longevidad", también son un tema clave.
La combinación con calcio asegura una mejor biodisponibilidad de AKG en el organismo.
Proteómica - el siguiente paso
ADN, epigenética, genes de la longevidad -La investigación sobre el envejecimiento es bastante compleja. En algún lugar de esta intrincada red de vías metabólicas se hallará la explicación de la enfermedad o del propio envejecimiento. Para añadir otra capa, nos gustaría presentarles la proteómica, porque sin este campo de investigación, nuestro panorama no estará completo.
Para acercar la proteómica a usted, necesitamos introducir una nueva analogía. La célula como un armario. Mientras que la epigenética utiliza sus controles de volumen para determinar qué genes están activos y cuáles inactivos, la proteómica se fija en el resultado. ¿Qué proteínas (prendas de vestir) hay en su célula (armario)?
Podemos ver qué ocurre con las proteínas después de la traducción y cómo interactúan entre sí. Puede encontrar más información al respecto en nuestro artículo sobre proteómica.
