Qué es la epigenética y para qué sirve

La epigenética (del griego epi, en o sobre, -genética) se define como el estudio de los mecanismos que regulan la expresión de los genes sin una modificación en la secuencia del ADN. Establece la relación entre las influencias genéticas y ambientales que determinan un fenotipo.

La epigenética son marcas químicas que se añaden al material genético y permiten su correcta actividad. El ejemplo más típico, para entenderlo, sería el de los gemelos monocigóticos: tienen el mismo ADN, pero pueden ser diferentes y, sobre todo, tener enfermedades diferentes. ¿Cómo es posible, si disponen del mismo material genético? Pues porque, aunque comparten el ADN, en cada individuo se regula de una manera determinada. Otro ejemplo se da con la clonación de animales. Cuando un animal clonado crece, no es idéntico al animal del que proviene el material genético que se le ha transferido. Y eso ocurre por la misma razón: el ADN es igual, pero no su regulación.

¿Cuál sería la función

del epigenoma?

El epigenoma es lo que provoca que una neurona produzca un neurotransmisor o que una célula del corazón lata. También es responsable de reprimir secuencias exógenas que podrían dañar nuestro ADN. Este epigenoma fisiológico, que además nos define como especie -recordemos que el hombre y el chimpancé comparten el 99,9% de genoma, pero tienen epigenomas distintos-, es dinámico: puede modularse por factores externos. Sabemos que el tabaco, el consumo excesivo de alcohol o la radiación solar lo alteran de una manera negativa. Por el contrario, sabemos que el ejercicio físico o unos hábitos saludables tienen un impacto epigenético positivo. Debido al dinamismo del epigenoma, es más fácil intervenir sobre el, que con el genoma.

La relación de la epigenética con el envejecimiento es múltiple. Parece que morimos con un genoma idéntico con el nacemos. El epigenoma, en cambio, sí que varía. Estudiando el cerebro, por ejemplo, se ve que tiene un epigenoma que cambia mucho desde el nacimiento hasta la adolescencia, se mantiene estable hasta llegar a los setenta años y, a partir de ahí, vuelve a cambiar; en este caso, degenera.

La marca epigenética más conocida es la metilación del ADN. Estudiando a recién nacidos, adultos de cincuenta años y personas de noventa. Se ha comprobado que, a medida que crecen, el epigenoma cambia y va perdiendo grupos metilo. Esto provoca que las neuronas dejen de producir los neurotransmisores adecuados o que el corazón no lata con normalidad.

La progeria, también conocida como «síndrome de Hutchinson-Gilford», es un trastorno genético progresivo extremadamente raro que acelera el envejecimiento de los niños y que comienza en los primeros dos años de vida. Analizando niños con envejecimiento prematuro, se ha descubierto que la metilación del ADN cuando tienen ocho años es la que correspondería a alguien de noventa. Y un epigenoma envejecido implica que a esos niños les queda poco tiempo de vida porque, aunque su edad cronológica sea de ocho años, biológicamente tienen noventa. Quizás en el futuro la epigenética servirá para predecir con más certeza tiempo de vida.

Aparte de la metilación del ADN, hay otro factor importante que interviene en el envejecimiento: las histonas. El ADN tiene un tamaño de dos metros y debe caber dentro de una célula. Lo que hace es plegarse y enrollarse alrededor de una proteína llamada histona. Sabemos que, en la vejez, ese material genético no se enrolla correctamente. Modificando la forma en que se pliega el ADN se ha conseguido alargar la vida de organismos tales como gusanos, ratones o levaduras. En el futuro algunos fármacos podrían lograrlo con humanos. Se abre un gran mercado, de mucho interés comercial, porque evidentemente hay gente que quisiera vivir más tiempo. De hecho, algunos cosméticos que se comercializan ya utilizan sustancias que operan sobre las histonas.

El epigenoma es dinámico y va cambiando a lo largo de la vida de una persona. Por ejemplo, al comparar la metilación del genoma en personas recién nacidas, adultos y ancianos se ha observado que a medida que se envejece se van perdiendo grupos metilo, lo que podría estar asociado con la expresión inadecuada de los genes al envejecer.

Además, aquellos pacientes con enfermedades en las que se produce un envejecimiento prematuro presentan epigenomas propios de edades mucho más avanzadas.

Las personas son diferentes porque cada individuo tiene una secuencia de ADN y un epigenoma propios. Pero, además, hay diferencias epigenéticas poblacionales. En un estudio publicado por Genome Research demostraba que tres poblaciones humanas presentaban epigenomas diversos. Tienen un elemento común, evidentemente, que les definen como Homo sapiens sapiens. Pero también tienen marcas añadidas que les permiten adaptarse al entorno. La adaptación puede tardar miles de años en genética, pero la epigenética es más rápida: en una generación o dos se puede completar. Por medio de la epigenética también confirmamos otras teorías evolutivas, como que todos los humanos venimos del Cuerno de África.

La epigenética nos ayuda a entender la evolución humana y, también, la naturaleza de ciertas patologías. La más explorada hasta ahora es el cáncer. Se ha comprobado que la célula cancerosa tiene una alteración del epigenoma que hace que no se reconozca a sí misma. Es decir, una célula de colon no reconoce que pertenece al colon: se comporta como una célula indiferenciada que no cumple su función y quiere hacer otras cosas como escaparse, invadir territorios vecinos o producir metástasis. El otro descubrimiento es que algunos genes supresores de tumores -que son los que nos protegen contra el cáncer- dejan de funcionar porque la célula reguladora de ese gen se metila, y la metilación bloquea el gen. Hoy en día, cuando alguien tiene un cáncer, ya se tienen en cuenta aspectos moleculares. Por ejemplo, en un 25% de los cánceres de pulmón tienen marcadores que permiten recomendar fármacos en función de las alteraciones que se detectan, lo mismo pasa con un 20% de los cánceres de mama y un 70% de las leucemias.

Más allá del cáncer, se ha comprobado que las enfermedades asociadas con el envejecimiento tienen un componente epigenético. En la arteriosclerosis y algunos tipos de demencia también se dan cambios epigenéticos.

La epigenética actúa como puente entre los genes y el ambiente. Algunos factores ambientales, como el tabaco, o la nutrición pueden iniciar procesos químicos que lleven a cambios en el epigenoma.

Detalles:

Función

El epigenoma es lo que provoca que una neurona produzca un neurotransmisor o que una célula del corazón lata. También es responsable de reprimir secuencias exógenas que podrían dañar nuestro ADN

Qué es

La epigenética (del griego epi, en o sobre, -genética) se define como el estudio de los mecanismos que regulan la expresión de los genes sin una modificación en la secuencia del ADN. Establece la relación entre las influencias genéticas y ambientales que determinan un fenotipo

Edades avanzadas

Además, aquellos pacientes con enfermedades en las que se produce un envejecimiento prematuro presentan epigenomas propios de edades mucho más avanzadas

Relación con el envejecimiento

La relación de la epigenética con el envejecimiento es múltiple. Parece que morimos con un genoma idéntico con el nacemos. El epigenoma, en cambio, sí que varía.

Evolución humana

La epigenética nos ayuda a entender la evolución humana y, también, la naturaleza de ciertas patologías. La más explorada hasta ahora es el cáncer. Se ha comprobado que la célula cancerosa tiene una alteración del epigenoma que hace que no se reconozca a sí misma.