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 la inmensa cantidad 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 estamos familiarizados con este término del primer sello distintivo del envejecimiento - inestabilidad genómica. En consecuencia, el genoma es un término que simplemente describe la totalidad de la información heredable de un individuo. Se trata de información para la producción de proteínas que codeterminan y cambian el aspecto del cuerpo.
¿Y qué hace ahora la epigenética? Simplificando, 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. Entonces, ¿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 prácticamente funciona como un interruptor. Muchos genes tienen un interruptor de este tipo. Si el interruptor está en ON, el gen se "expresa", es decir, el proyecto se pone en marcha y se produce la proteína deseada. Si el gen está apagado, se considera silencioso y no se produce ninguna proteína.
Quizás para visualizarlo mejor. Imagina que tu ADN es el texto de un libro. Sin embargo, nunca lees el libro entero porque es demasiado grande, sino sólo partes de él. Para que pueda recordar qué secciones desea leer, ha pegado pequeñas notas adhesivas al principio y al final del pasaje del texto. Estas notas adhesivas son sus marcadores epigenéticos.
En términos químicos, estos son sitios metilados en su ADN. No cambian el ADN en sí, sino que determinan qué secciones se leen y cuáles no. Para complicar aún más las cosas: Las secciones del texto cambian a lo largo de su vida. A veces se leen pasajes de un capítulo y a veces pasajes de otro. Y también depende de la celda que se esté mirando.
¿Sabías que la epigenética se utiliza para medir la edad biológica . Gracias a las proteínas de las células de su mejilla y a modernos algoritmos, ahora es posible calcular con bastante precisión la edad de una célula corporal en comparación con su edad cronológica. Esta tecnología también se utiliza en nuestro Test de Epiproteómica .
La diversidad de 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 o utiliza toda la información de un gen, sino sólo partes de ella para algunas proteínas.
De acuerdo con esto, el número de proteínas excede significativamente el número de genes: si la ciencia supone hoy en día 20.000 a 25.000 genes humanos , el número de proteínas en los humanos se estima entre 80.000 y 400.000 . 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 desarrollo pionero de la empresa DeepMind, que ha desarrollado un software capaz de predecir la estructura 3D de las proteínas mediante 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 impronta epigenética, 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, al menos según las investigaciones actuales, es en parte 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 conocer nuestra edad biológica con la ayuda de los cambios epigenéticos, queda por saber cómo podemos influir en ella. Además de ejercicio y ayuno también hay algunas moléculas que pueden ayudarnos a reducir nuestra edad biológica. En primera línea se encuentra el alfaketoglutarato cálcico (Ca-AKG). En estudios realizados en humanos, ¡fue capaz de reducir la edad biológica hasta en 7 años! También ayuda a desarrollar los músculos y los huesos y favorece nuestra mitocondria.
La combinación con calcio garantiza una mejor biodisponibilidad de AKG en el organismo.
¿Es la epigenética en parte responsable de la epidemia de obesidad?
Según cifras de la OMS, la tasa de obesidad se ha triplicado desde 1975. En todo el mundo 1.900 millones de personas habrían tenido 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? Una gran parte se debe a los malos hábitos alimentarios y a la escasez 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 causan una predisposición 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 se puede romper mediante z.Bla sustitución de los marcadores epigenéticos perjudiciales por otros nuevos y más favorables a través de una nutrición adecuada. Sin embargo, es necesario seguir investigando cómo podría ser esto exactamente 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 sólo nos centramos en un mecanismo epigenético muy importante como ejemplo: la metilación del ADN.
Esta palabra extranjera se refiere a la transferencia de moléculas químicas especiales, los grupos metilo, al ADN. Por razones de claridad, omitiremos las restantes sutilezas químicas. Como resultado de la unión de estos grupos químicos, la arquitectura del ADNcambia. Mientras que la estabilidad de una casa se resiente, la lectura de las proteínas en el ADN sólo es posible de forma modificada. Volviendo a nuestra analogía del principio. Las metilaciones del ADN son las notas post-it de colores que te dicen 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 esta entrada, bastante complicada, con el envejecimiento?
Estudios recientes han demostrado que cada vez más grupos metilo se unen al ADNcon 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 aumento (de hasta 10 veces) del ritmo de envejecimiento. Por ejemplo, es posible que una niña de 10 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 similares en grandes partesa los de los individuos sanos en la vejez. Por tanto, ya existe un vínculo entre la metilación del ADN y la edad. La prueba experimental directa de que la vida útil del organismo puede prolongarse modificando el patrón de metilación del ADN sigue pendiente.
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 muy prometedor para mejorar las patologías relacionadas con la edad. Inextricablemente ligado a ello está la prolongación de la 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 seres humanos, están aún en pañales. Los próximos años y décadas mostrarán hasta qué punto se pueden derivar de ello puntos de partida tangibles para el antienvejecimiento y la prevención. Al fin y al cabo, la investigación no es un camino de un solo sentido hacia el éxito, pero sí hacia la comprensión y la educación.
El siguiente artículo de esta serie trata sobre el cuarto sello distintivo del envejecimiento: Pérdida de proteostasis.
