Quizás ya hayas oído hablar de la epigenética en la clase de biología, o hayas visto la serie de Netflix sobre el experimento con gemelos. Sea como sea, el término epigenética ha ganado bastante alcance en los últimos años, incluso fuera de la comunidad científica. Parece que ya no se aplica el viejo dogma de que todo está en los genes.
Más bien, la investigación en torno a la epigenética muestra que podemos influir en algunos procesos mediante nuestro comportamiento, nuestra alimentación o el deporte. En este artículo te mostramos qué es la epigenética, cómo contribuye la epigenética a la investigación sobre el envejecimiento y qué tienen que ver nuestros abuelos con ello.
¿Qué es la epigenética?
Antes de entrar en el tema, debemos aclarar la definición: La epigenética investiga cómo afectan los cambios que van más allá del código genético , un concepto que se expresa en la parte de la palabra «epi», del griego antiguo para «sobre» o «encima». El foco no está en mutaciones en el sentido estricto, sino más bien en modificaciones que determinan cuán activos son ciertos genes en nuestras células.
Un ejemplo clásico de tales modificaciones es la metilación del ADN. En este proceso, se añade un grupo metilo (CH3) a secciones específicas del ADN. Esto puede tener como consecuencia que se inhiban ciertos procesos celulares, por ejemplo, deteniendo la producción de proteínas. La epigenética es z.B. dafür verantwortlich, dass sich eine Muskelzelle von einer Nierenzelle unterscheidet, obwohl beide die exakt gleiche DNA Sequenz enthalten.
Epigenética: un poco más sencillo
Si no estás estudiando precisamente bioquímica, términos como metilaciones, cromatina o ARN no codificante probablemente no te digan mucho. No te preocupes, te explicamos la epigenética de forma más ilustrativa e intentamos, con esta analogía, hacer comprensibles los mecanismos más complicados que hay detrás:
En primer lugar, tenemos que mirar más de cerca dentro de las células . Cada una de nuestras células posee la misma hebra de ADN, nuestro material genético. En él se contiene toda la información, z.B.cómo está estructurada una célula del músculo cardíaco, qué proteínas contiene o qué enzimas debe contener una célula del estómago para poder producir ácido gástrico y muchas más. Si toda esta información se “leyera” al mismo tiempo, habría un enorme caos. Por este motivo, nuestro ADN está lleno de estructuras químicas que, como los interruptores de un control de volumen, pueden activar o desactivar secciones.
¿Qué tan “altos” son tus genes?
Imagina que cada gen de tu ADN tiene un control de volumen de este tipo. Con la ayuda de este control de volumen, tu epigenética puede subir el volumen de ciertas áreas para que el gen esté activo, u otras áreas ponerlas en “silencio”, lo que hace que este gen sea inactivo. Este ajuste fino se realiza mediante metilaciones .Estos pequeños grupos de hidrocarburos determinan cuán "alto" o cuán "bajo" son ciertos segmentos del ADN en nuestro material genético.
Otra posibilidad son las llamadas modificaciones de histonas. Las histonas son proteínas estructurales alrededor de las cuales se enrolla el ADN. Muy parecido a un rulo. Estas proteínas también se ven influenciadas por la epigenética. Si están modificadas, segmentos completos del ADN pueden desenrollarse con mayor dificultad y, por lo tanto, ser leídos con mayor dificultad. Grandes partes permanecen, por tanto, "silenciosas" (inactivas).
¿Cómo se ve influida la epigenética?
Estos cambios epigenéticos son influenciados por diversos factores, como el medio ambiente, la alimentación, el estrés y el estilo de vida. Algunos de estos “ajustes de volumen” incluso pueden transmitirse a generaciones futuras, lo que significa que las experiencias y condiciones de tus antepasados podrían influir en tu vida, concretamente en qué genes de tu cuerpo son más o menos accesibles. La epigenética garantiza, por tanto, que a pesar de la información genética inmutable, la accesibilidad y el uso de esta información puedan diseñarse de forma dinámica y adaptable.
Esto explica cómo un ADN idéntico puede dar lugar a funciones y características tan diversas en distintos tipos de células. Pero esto también explica por qué los gemelos idénticos, que tienen exactamente el mismo ADN, presentan características diferentes. Los ajustes exactos de tus “reguladores de volumen” son individuales y pueden cambiar constantemente. A esto se le denomina patrón epigenético.Se puede aprovechar esto cuando se quiere medir la edad epigenética o, respectivamente, biológica .
ADN y epigenética: ¿qué se hereda?
Cada célula individual consta de 46 cromosomas. Aquí se almacena la información genética en forma de ADN. Los cromosomas están dispuestos en pares, de modo 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 Leiden: una de las enfermedades genéticas más frecuentes
Imagina que uno de tus genes sobre un tema determinado (en este caso el factor V) está defectuoso. Este gen defectuoso proviene de tu padre, pero afortunadamente tu madre aún te ha heredado una copia completa.Así que tienes dos genes sobre este tema, pero uno de ellos está defectuoso. En medicina se habla en este contexto de una expresión heterocigota.
Esta expresión específica, un gen defectuoso para el factor V y uno sano, es una de las “enfermedades genéticas” más frecuentes en Europa. Aproximadamente una de cada 20 personas posee un gen defectuoso para el factor V, lo que conduce a un mayor riesgo de trombosis. Si ambos genes son defectuosos, se hablaría de una expresión homocigota .
ADN y epigenética: ¿qué se hereda?
El ejemplo del gen del factor V defectuoso es un caso típico de una enfermedad hereditaria.La epigenética no desempeña ningún papel en este caso, ya que la información subyacente relativa al gen está defectuosa. Durante mucho tiempo se creyó que solo heredamos los genes de nuestros padres y que la epigenética (es decir, el ajuste del volumen) se adquiere más tarde. Según las investigaciones actuales, eso no es correcto. ¿Heredamos entonces también algunos ajustes predeterminados de los reguladores de volumen de nuestros padres?
¿Se puede heredar el trauma?
¿El color de ojos de la madre, el cabello del padre y el trauma psicológico de los abuelos? Aunque esta afirmación es bastante atrevida, hay cada vez más indicios, de que no solo heredamos el ADN de nuestros padres, sino también patrones y huellas epigenéticas — y eso también a lo largo de varias generaciones.
Para seguir con nuestra analogía: antes se asumía que los ajustes de los controles de volumen no eran heredables. Se pensaba que las diferencias en la metilación del ADN solo se adquirían más tarde en la vida. Esta suposición parece no ser correcta. Científicos del Instituto Max Planck pudieron demostrar en este estudio con moscas de la fruta que los patrones epigenéticos pueden transmitirse de generación en generación.
Es razonable suponer que este también sea el caso en los seres humanos y quizá en el futuro puedan desarrollarse nuevas terapias a partir de estos hallazgos.
¿Se puede heredar el sobrepeso?
Después de haber visto que en las moscas de la fruta ciertos patrones epigenéticos pueden heredarse durante varias generaciones, surge la pregunta de qué efectos puede tener esto. Por un lado, se sospecha que las experiencias traumáticas pueden causar cambios epigenéticos que también se heredan y se manifiestan en generaciones posteriores. Por ejemplo, puedes encontrar una contribución interesante en este documental de ZDF Terra-Xplore.
Otra pregunta es, si los padres con sobrepeso transmiten sus patrones epigenéticos a sus hijos y de este modo los hacen más propensos al sobrepeso. También aquí aún faltan pruebas directas, pero sí hay indicios de que esto es posible. En ratas, por ejemplo, en un estudio se pudo festgestellt werden, dass die exposición a un pesticida (DDT = diclorodifeniltricloroetano) en las generaciones posteriores condujo a una incidencia del 50 por ciento de sobrepeso.
Esto demuestra que los factores ambientales tienen el poder de cambiar los patrones epigenéticos y, además, favorecer el sobrepeso en las generaciones siguientes. También en los seres humanos hay indicios de que la susceptibilidad al sobrepeso es en parte hereditaria.
¿Conoces tu edad biológica? El Molecular Profile Test tiene la respuesta.
Epigenética y edad biológica
Cada uno de nosotros presenta patrones epigenéticos muy propios y, sin embargo, también tenemos cosas en común.Uno de los primeros en reconocerlo fue Steve Horvath. Se ocupó de la cuestión de cómo se puede medir la edad biológica y recurrió a la epigenética. El investigador desarrolló el reloj de Horvath, que permite medir con gran precisión la edad biológica de las células.
A lo largo de nuestra vida se acumulan marcas típicas en nuestro ADN. Estos puntos son característicos y son iguales para todas las personas. Sobre esta base se desarrolló la primera prueba epigenética de la edad.
¿La clave de la longevidad?
El descubrimiento del reloj de Horvath fue revolucionario. Por primera vez se pudo medir qué influencia tienen diversos parámetros en la salud de nuestras células y en el envejecimiento. Junto con los Hallmarks of Aging se creó la base para la investigación de la edad epigenética. 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 ido un paso más allá y han probado (en parte en sí mismos) algunas moléculas para la reducción de la edad. Ambos presentan una edad biológica claramente más joven y casi a diario aparecen nuevos estudios sobre el tema. Así, en un estudio en humanos se logró reducir la edad biológica en impresionantes 8 años.
¿El secreto? En el estudio, los participantes tomaron alfa-cetoglutarato, una molécula del metabolismo energético, . Si quieres saber más al respecto, puedes conocer los antecedentes en nuestro artículo sobre alfa-cetoglutarato . Otras investigaciones interesantes se están llevando a cabo en el campo del metabolismo de NAD . También las sirtuinas, apodadas “genes de la longevidad”, son un tema central.
La combinación con calcio garantiza una mejor biodisponibilidad de AKG en el organismo.
Proteómica: ¿el siguiente paso?
ADN, epigenética, genes de longevidad – la investigación del envejecimiento es bastante compleja. En algún lugar de esta enrevesada red de vías metabólicas se esconderá la explicación de las enfermedades o del propio envejecimiento. Para añadir aún otro nivel, nos gustaría presentarte la proteómica, porque sin este campo de investigación nuestra visión no estaría completa.
Para acercarte la proteómica , tenemos que introducir una nueva analogía. La célula como armario. Mientras que la epigenética, con sus reguladores de volumen, determina qué genes están activos y cuáles inactivos, la proteómica observa el resultado.¿Qué proteínas (prendas de vestir) se encuentran en tu célula (armario)?
Podemos ver qué sucede con las proteínas después de su traducción y cómo interactúan entre sí. Puedes encontrar más información en nuestro artículo sobre la proteómica.
