Ronald Palacios Castrillo,M.D.,PhD.
La respuesta: La Epigenética
¿O por qué algunas personas parecen envejecer más rápido que otras, incluso cuando tienen la misma edad cronológica?
Las respuestas se encuentran en un fascinante campo de estudio llamado epigenética, que está revolucionando nuestra comprensión de cómo funcionan los genes y desafiando las creencias arraigadas sobre la naturaleza versus la crianza.
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La epigenética va más allá del código genético básico y explora cómo se expresan y regulan los genes. Este campo de estudio ayuda a explicar por qué las células con ADN idéntico pueden tener funciones muy diferentes en nuestros cuerpos y cómo nuestro entorno y nuestras experiencias pueden influir en nuestra expresión genética. A medida que profundizamos en el mundo de la epigenética, exploraremos su importancia en la biología humana, desde su papel en la diferenciación celular hasta su impacto en el envejecimiento y la enfermedad. También examinaremos cómo este campo relativamente nuevo está cerrando la brecha entre nuestro mapa genético y la influencia de nuestro entorno, ofreciendo nuevas perspectivas sobre el antiguo debate entre naturaleza y crianza.
Comencemos el debate sobre la epigenética explicando su lugar en el contexto más amplio de la ciencia genética, comenzando con uno de los logros científicos más significativos de nuestro tiempo…
El Proyecto Genoma Humano y más allá
El 14 de abril de 2003, el Consorcio Internacional de Secuenciación del Genoma Humano anunció la finalización exitosa del Proyecto Genoma Humano. Este es considerado uno de los mayores logros en la ciencia biomédica hasta la fecha, porque, en poco más de una década, los científicos pudieron identificar y secuenciar en colaboración los 3 mil millones de pares de bases químicas que componen el genoma humano y mapearlos a genes específicos. Sin embargo, hay mucho más que influye en nuestros fenotipos (el conjunto único de rasgos y características físicas que nos hacen quienes somos) que simplemente este modelo químico. Entra la epigenética.
¿Qué es la epigenética?
Epigenética se traduce directamente como «encima de» o «por encima» de la genética. Es decir, la epigenética representa información que se encuentra en capas sobre nuestro ADN que influye en cómo funcionan los genes que contiene. Esta información en capas está influenciada por una serie de cosas, incluidos factores ambientales, estilo de vida y experiencias únicas. El ejemplo ilustrativo perfecto de la epigenética en acción son los gemelos idénticos. Los gemelos idénticos, o “monocigóticos”, comparten exactamente el mismo código de ADN, pero, como puede atestiguar cualquiera que haya conocido a un par de gemelos, a menudo presentan diferencias muy marcadas en rasgos de personalidad, salud y/o comportamiento. Pero, ¿por qué es eso? Si nuestros genes conforman quienes somos, entonces ¿no deberían ser los gemelos idénticos, bueno, idénticos?
Nos encantan las buenas analogías.
Para responder a esta pregunta, primero tenemos que repasar algo de biología básica… ¡lo que significa que es hora de una analogía! Piense en su ADN como una biblioteca llena de libros que contienen todas las instrucciones para hacer un humano. Cada libro representa un gen diferente que codifica un rasgo específico, ya sea la altura, el color de los ojos o los lóbulos de las orejas. Podemos considerar los marcadores epigenéticos como marcadores colocados en partes específicas de los libros para indicar qué secciones deben leerse o ignorarse.
Estos marcadores pueden colocarse en cualquier número de lugares dentro de un libro y pueden resaltar una sección para leer (activar un gen para su expresión) o cubrir una sección que se puede omitir (desactivar un gen). Extendiendo un poco más la analogía, las tapas de los libros representan modificaciones de las proteínas llamadas “histonas”, que actúan como carretes para que las largas y delgadas hebras de nuestro ADN se enrollen de manera que quepan dentro de una célula y no se enreden ni se desorganicen.
Las tapas de los libros pueden ser blandas o duras, lo que hace que sea más fácil o más difícil acceder a su contenido. Por ejemplo, un libro de tapa dura y rígida es más difícil de abrir (los genes no son accesibles y, por lo tanto, están desactivados), mientras que la tapa de un libro de bolsillo viejo es suelta y fácil de abrir (los genes son accesibles y están activados). Cuando el ADN es accesible, significa que puede transcribirse en RNA (una molécula intermediaria) y, luego, eventualmente, traducirse en proteínas, la unidad funcional de la biología humana.
La epigenética en acción
La mayoría de las células del cuerpo humano contienen los 23 pares de cromosomas que contienen la información potencial para crear cualquier proteína, pero no todos estos genes se van a “activar” para su expresión al mismo tiempo. Los científicos estiman que hay alrededor de 200 tipos diferentes de células en el cuerpo humano y cada tipo de célula tiene un perfil de expresión genética distinto que define su función.
En otras palabras, el conjunto específico de genes activados y desactivados en una célula determinada determina su identidad y función. Por ejemplo, las células especializadas ubicadas dentro del estómago, llamadas “células parietales”, secretan ácido clorhídrico, un ingrediente clave del ácido gástrico necesario para facilitar la digestión. El gen que codifica la enzima responsable de este proceso se llama gen ATP4A. Este gen está silenciado o “desactivado” en nuestras células de la retina porque definitivamente NO querríamos que nuestros ojos secreten ninguna cantidad de ácido clorhídrico. ¡Gracias, epigenética!
Volvamos a los gemelos.
Volvamos a la cuestión de los gemelos idénticos. Las marcas epigenéticas están influenciadas tanto por el entorno interno (es decir, la determinación de la identidad celular) como por el entorno externo. Es por eso que los gemelos idénticos pueden crecer y llevar vidas tan diferentes, tanto en términos conductuales como fisiológicos. El epigenoma de un individuo, el conjunto de todos los marcadores epigenéticos que interactúan con el ADN, media un diálogo de por vida entre los genes y el entorno.
Los marcadores epigenéticos que activan y desactivan los genes pueden estar mediados por factores de estilo de vida, como la dieta, el ejercicio, el tabaquismo, la exposición a toxinas y la medicación. A medida que los gemelos envejecen e interactúan con su entorno de formas únicas, sus epigenomas divergen, lo que afecta la forma en que envejecen y su susceptibilidad a varias enfermedades.
La epigenética en la enfermedad y el envejecimiento
Una nueva y emocionante área de investigación está explorando el papel de la epigenética en la progresión del desarrollo de una amplia variedad de enfermedades, proporcionando información sobre sus orígenes y posibles mecanismos de prevención. Por ejemplo:
En el cáncer de mama y de próstata, se han identificado genes que están silenciados epigenéticamente, lo que contribuye a la propagación de las células cancerosas, la progresión del tumor y la resistencia al tratamiento.
En las enfermedades cardíacas, las modificaciones epigenéticas se han relacionado con la acumulación de placas ateromas en las arterias que conduce a ataques cardíacos y accidentes cerebrovasculares.
Incluso hay evidencia que apoya la regulación epigenética de genes específicos en enfermedades neurológicas relacionadas con la edad, como la enfermedad de Alzheimer y la demencia.
De hecho, la epigenética es un regulador clave del envejecimiento en general. A medida que envejecemos, los patrones de expresión genética cambian, lo que explica en parte por qué experimentamos cambios en la apariencia (por ejemplo, arrugas), la capacidad física y la cognición a lo largo de la vida. Los científicos incluso han desarrollado una forma de estimar y predecir las trayectorias biológicas del envejecimiento basándose en un tipo de mecanismo epigenético llamado metilación del ADN. Estos «relojes epigenéticos» ayudan a proporcionar información valiosa sobre el estado fisiológico de un individuo, ya que la edad biológica a menudo puede diferir de la edad cronológica (la cantidad de años que una persona ha vivido), e incluso pueden ayudar a responder una pregunta científica persistente: ¿por qué envejecemos?
Herencia epigenética transgeneracional
Un área intrigante de la investigación epigenética es la herencia epigenética transgeneracional. Este concepto sugiere que algunos cambios epigenéticos pueden transmitirse a la descendencia, lo que potencialmente influye en sus rasgos y susceptibilidad a las enfermedades. Si bien aún es controvertida y está bajo intenso estudio, esta idea desafía nuestra comprensión tradicional de la herencia y podría tener implicaciones de largo alcance para la salud y la evolución humanas.
El futuro de la epigenética en la medicina
El campo de la epigenética está abriendo nuevas vías para los tratamientos médicos. Actualmente se están desarrollando terapias epigenéticas para varios tipos de cáncer y otras enfermedades. Estos tratamientos tienen como objetivo revertir las modificaciones epigenéticas anormales, lo que podría restablecer la función normal de los genes. Además, la epigenética está desempeñando un papel cada vez más importante en la medicina personalizada. Al comprender el perfil epigenético de un individuo, los médicos pueden ser capaces de adaptar los tratamientos de manera más eficaz e incluso predecir futuros riesgos para la salud.
A medida que avanza la investigación en epigenética, puede conducir a nuevas herramientas de diagnóstico y enfoques terapéuticos para varias enfermedades. Sin embargo, es importante señalar que las pruebas epigenéticas aún no son algo común en la práctica clínica. A medida que este campo avance, es probable que plantee nuevas consideraciones éticas con respecto a la privacidad, la interpretación de los datos y el potencial de discriminación basada en la información epigenética.
Naturaleza, Crianza y Epigenética
En última instancia, la epigenética ayuda a unificar el antiguo debate de “naturaleza versus crianza”. Históricamente, la teoría de la “crianza” estipula que nuestro entorno dicta quiénes somos y en quién tenemos el potencial de convertirnos, mientras que la teoría de la “naturaleza” especifica que los genes, el modelo inmutable que llevamos dentro desde el nacimiento, lo deciden todo.
Entonces, ¿somos un producto de nuestros genes o un producto de nuestro entorno? La epigenética dice ambas cosas. Es donde la naturaleza y la crianza interactúan, cerrando la brecha entre nuestro código genético y nuestro entorno.