La epigenética es uno de los campos de investigación más apasionantes. Antes se pensaba que todo estaba en los genes, pero hoy sabemos que sólo alrededor del 20% se hereda directamente y que el 80% restante de nuestra vida está determinado por cambios epigenéticos.
El adulto medio está formado por el inmenso número de unas 100.000.000.000.000 células. Salvo algunas excepciones, como los glóbulos rojos maduros, todas estas células tienen un núcleo en el que se encuentra el genoma humano. Ya conocemos este término por el primer sello distintivo del envejecimiento: la inestabilidad genómica. Por consiguiente, el genoma es un término simplificado que describe la totalidad de la información hereditaria de un individuo. Se trata de información para la producción de proteínas que ayudan a determinar y cambiar el aspecto del cuerpo.
¿Y qué hace ahora la epigenética? En pocas palabras, la epigenética determina qué información se lee y cuál no. Aquí te mostramos qué efectos puede tener la epigenética y qué relación tienen los cambios epigenéticos con la edad.
¿Qué hace la epigenética?
Cada célula contiene la misma información genética. ¿Cómo es posible que unas células se conviertan en células musculares y otras en células de la piel? La respuesta está oculta en el núcleo celular.
Los humanos no sólo tenemos un genoma, sino también un epigenoma. El epigenoma es un conjunto de cambios químicos en el ADN que funciona prácticamente como un interruptor. Muchos genes tienen un interruptor de este tipo. Si el interruptor está en la posición ON, el gen se "expresa", es decir, el proyecto se pone en marcha y se produce la proteína deseada. Si el gen está desactivado (OFF), se considera silencioso y no se produce ninguna proteína.
Quizás para una mejor visualización. Imagine que su ADN es el texto de un libro. Sin embargo, nunca se lee todo el libro, ya que es demasiado grande, sino sólo partes de él. Para que pueda recordar qué secciones quiere leer, ha pegado pequeñas notas post-it al principio y al final del pasaje del texto. Estas notas Post-it son tus marcadores epigenéticos.
En términos químicos, estos son sitios metilados en su ADN. No modifican su ADN per se, sino que determinan qué secciones se leen y cuáles no. Para complicar aún más las cosas: Las secciones de texto cambian en tu vida. A veces se leen pasajes de un capítulo y a veces pasajes del otro. Y también depende de la célula que estés mirando.
Did you know Epigenetics is used to measure biological age . Gracias a las características superficiales del ADN y a modernos algoritmos, ahora es posible calcular con bastante precisión la edad de una célula corporal en comparación con su edad cronológica. Esta técnica también se utiliza en la prueba epiAge .
Aún más emocionante es el método relativamente nuevo de medir las proteínas de las células. Con la ayuda de la llamada proteómica , se va un paso más allá y no se mide el ADN, sino las proteínas producidas. Esto permite una visión más moderna y precisa del metabolismo celular.
¿Conoce su edad biológica? El test epiAge tiene la respuesta.
La diversidad de los genes
Cada gen contiene el plano de una o varias proteínas. Esto es posible gracias a un proceso denominado "empalme alternativo". Esto significa que no siempre se lee toda la información sobre un gen o pero para algunas proteínas sólo se utiliza una parte.
De acuerdo con esto, el número de proteínas excede significativamente el número de genes: si la ciencia supone hoy 20.000 a 25.000 genes humanos el número de proteínas en humanos se estima en 80.000 a 400.000 geschätzt. En la actualidad es difícil hacer afirmaciones más precisas porque la investigación está aún muy lejos de descifrar todas las proteínas.
Aquí ayudará sin duda un avance pionero de la empresa DeepMind, que ha desarrollado un software capaz de predecir la estructura 3D de las proteínas con la ayuda de una red neuronal llamada AlphaFold.
El papel de la fijación epigenética
El papel de la fijación epigenética
La epigenética, también conocida como fijación epigenética o imprinting epigenético , es la razón por la que células con los mismos requisitos previos se convierten en diferentes tipos celulares. Todas tienen el mismo genoma, pero epigenomas diferentes que les indican qué proteínas deben producir y qué tipo de células deben ser en última instancia.
Además, la epigenética es, al menos según el estado actual de la investigación, parcialmente hereditaria. La investigación en epigenética es todavía un campo relativamente joven, pero ya hay algunos resultados interesantes.
¿Sabías que? Ahora que hemos descubierto que podemos determinar la edad biológica con la ayuda de los cambios epigenéticos, la pregunta sigue siendo cómo podemos influir en ella. Además del ejercicio y ayuno también hay algunas moléculas que pueden ayudarnos a reducir nuestra edad biológica. Al frente se encuentra alfa-cetoglutarato cálcico (Ca-AKG). En estudios realizados en humanos, ¡fue capaz de reducir la edad biológica hasta 7 años! También ayuda a desarrollar los músculos y los huesos y favorece nuestra mitocondria.
La combinación con calcio asegura una mejor biodisponibilidad de AKG en el organismo.
¿Es la epigenética responsable en parte de la epidemia de obesidad?
Según cifras de la OMS, la tasa de obesidad se ha triplicado desde 1975. Según esto 1.900 millones de personas en todo el mundo tenían sobrepeso en 2016.
La obesidad, especialmente la obesidad grave con un alto contenido de grasa visceral, supone un riesgo para muchas enfermedades relacionadas con la edad, como la diabetes mellitus y las enfermedades cardiovasculares.
¿Pero de dónde viene este fuerte aumento de la obesidad? En gran parte se debe a los malos hábitos alimentarios y a la falta de ejercicio, pero la epigenética también tiene algo que ver.
Varios experimentos con animales sugieren que los hijos de padres con sobrepeso reciben patrones epigenéticos que les predisponen a engordar más rápidamente. El punto importante en los experimentos fue: A menudo no es la genética heredada, sino el patrón epigenético heredado.
La buena noticia aquí, sin embargo, es que este patrón puede ser roto por, por ejemploB. una dieta adecuada sustituye los marcadores epigenéticos nocivos por otros nuevos más favorables. Sin embargo, es necesario seguir investigando para saber exactamente cómo sería esto en los seres humanos.
Cambios epigenéticos y envejecimiento
En contraste con la rígida plantilla de ADN del genoma, el epigenoma cambia a lo largo de la vida. Los cambios se producen durante el desarrollo fisiológico, por ejemplo, pero también influyen factores ambientales como el estrés, la enfermedad o la alimentación, y no todos los cambios son para bien.
Diferentes instituciones de la epigenética causan los cambios. Esta complejidad es también la razón por la que centramos nuestra atención en un único, pero muy importante, mecanismo epigenético: la metilación del ADN.
Esta palabra extranjera se refiere a la transferencia de moléculas químicas especiales, los grupos metilo, al ADN. En aras de la claridad, omitiremos las restantes sutilezas químicas. Como resultado de la unión de estos grupos químicos, la arquitectura del ADN cambia. Mientras que la estabilidad de una casa se resiente, la lectura de proteínas en el ADN sólo es posible de forma modificada. Volvamos a la analogía del principio. Las metilaciones del ADN son las notas adhesivas de colores que te indican si quieres leer o no el texto que hay detrás.
Las reacciones químicas en el organismo, y por tanto también la transferencia de grupos metilo, requieren generalmente la presencia de enzimas, ya que éstas crean las condiciones óptimas. En consecuencia, aquí también se requieren enzimas, las llamadas DNA metiltransferasas (enzimas que transfieren los grupos metilo al ADN). Qué tiene que ver este aporte bastante complicado con el envejecimiento?
Estudios recientes han demostrado que cada vez más grupos metilo se unen al ADN con el paso del tiempo. Por tanto, los cambios epigenéticos aumentan en total con la edad, un hecho que aprovecha el Reloj de Horvath .
Progeria y metilación del ADN
Un recordatorio: la progeria es un grupo de enfermedades con un llamativo (hasta 10 veces) aumento del ritmo de envejecimiento. Por ejemplo, es posible que una niña de diez años con progeria tenga una edad biológica de 70 años. Puede encontrar más detalles sobre la progeria en el primer sello distintivo del envejecimiento, la inestabilidad genómica.
En estos individuos y también en ratones afectados, los investigadores hallaron patrones de metilación en grandes partes similares a los de individuos sanos en la vejez. Por tanto, ya existe una conexión entre la metilación del ADN y la edad. Aún está pendiente la prueba experimental directa de que se puede prolongar la vida del organismo modificando el patrón de metilación del ADN.
DNA-Methylierung
Cambios epigenéticos - perspectivas
A diferencia de las mutaciones del ADN, los cambios epigenéticos son reversibles. Este hecho abre oportunidades para el desarrollo de nuevos tratamientos de longevidad. La totalidad de las pruebas científicas actuales sugiere que comprender y manipular el epigenoma es prometedor para mejorar las patologías relacionadas con la edad. Inseparablemente ligado a esto está la prolongación de una vida sana.
Si se tiene en cuenta la enorme complejidad de la epigenética, por un lado, y el estado actual de la investigación, por otro, uno se da cuenta de que los esfuerzos, especialmente en lo que respecta a los humanos, están aún en pañales. Los próximos años y decenios mostrarán hasta qué punto pueden derivarse de ello puntos de partida tangibles para el antienvejecimiento y la prevención. Al fin y al cabo, la investigación no es un camino de sentido único hacia el éxito, pero sí hacia la comprensión y la iluminación.
El siguiente artículo de esta serie trata sobre el cuarto sello distintivo del envejecimiento: La pérdida de proteostasis.
