La Epigenética

Las jirafas de Lamarck, los gemelos, el cáncer y la guerra en Holanda.
¿Tienen algo en común?

- Sí, la epigenética.

Lamarck ha sido uno de los personajes más maltratados de la historia. No sé si debido a la estética del perdedor, pero confieso que siempre le tuve aprecio. Recordemos: cuando aún campaban a sus anchas las teorías creacionistas, él fue el primero en formular una teoría de la evolución. Según sus ideas, los esfuerzos que un individuo hace por adaptarse al ambiente pueden pasar a sus descendientes, mejorando por lo tanto su supervivencia. O con el típico ejemplo: las jirafas que se esfuerzan por llegar a las copas de los árboles para alimentarse consiguen que su cuello sea un poco más largo, y esta ventaja la transmiten a sus crías, con lo que el cuello de las jirafas irá siendo cada vez más largo generación tras generación. Al poco tiempo de esta formulación apareció Darwin, con sus teorías de la variabilidad y la selección natural, según las cuales eran cambios espontáneos (mutaciones) los que podían heredarse y seleccionarse, pero no aquellos que se acumulaban a lo largo de la vida, que sólo afectaban al individuo en particular. Con los años, Lamarck pasó a ser aquel ingenuo que acompañaba a Darwin tan sólo al principio de los libros de texto.

Pero la ciencia es frágil. Y absolutamente permeable. Hace poco que se sabe que Lamarck tenía parte de razón: ciertas variaciones que un individuo acumula a lo largo de su vida se pueden transmitir a su descendencia; y este hecho es de una importancia capital. La explicación: la epigenética.

La epigenética, en sentido estricto, se define como “el conjunto de cambios heredables en la expresión génica que no van acompañados de cambios en la secuencia de ADN”. Pero expliquémoslo brevemente desde la base: el ADN es como un libro formado por la combinación de cuatro letras diferentes. Estas diferentes combinaciones, al ser leídas, dan lugar a diferentes proteínas. Hasta ahora se pensaba que la evolución se basaba únicamente en cambios (mutaciones) en el orden de estas letras: un cambio da lugar a una proteína distinta. Si esta nueva proteína funciona mejor, el individuo vivirá más, pasará el cambio a sus hijos y la nueva proteína se conservará. Si no, posiblemente muera antes y el cambio se perderá. Sin embargo, estos cambios deben estar desde el nacimiento. Si se producen a lo largo de la vida seguramente no afectarán a las células reproductoras (espermatozoides, óvulo) y por tanto no pasarán a la descendencia. Por eso se pensaba que Lamarck estaba completamente equivocado. La epigenética, sin embargo, no actúa cambiando las letras, sino haciendo que sus combinaciones sean más o menos leídas. No cambia la secuencia, pero sí la cantidad de proteína que se fabrica. Lo puede hacer de diversas formas: la más estudiada consiste en la mera unión de un simple grupo metilo (-CH3) a una de esas letras (a este proceso se le llama metilación). De esa forma el ADN tiende a juntarse e impide que la maquinaria de fabricación necesaria para la síntesis de proteínas pueda actuar. Y lo importante es que estos cambios se transmiten de una célula a otra, en el mismo individuo, y también a sus hijos. Y que depende en gran medida del ambiente: de lo que comemos, lo que respiramos. De la vida que llevamos. Por ejemplo:

Los ratones agouti son un tipo de ratones cuyo pelo es de color amarillo debido a que fabrican una proteína característica. Pues bien, si estos animales siguen una dieta que les aporte gran cantidad de grupos metilo, esa proteína se fabrica mucho menos y pasan a tener un color marrón. ¡Pero es que además los descendientes también serán marrones!
Todos sabemos que dentro de un panal existen diferentes tipos de abejas: hay una abeja reina, están los zánganos y también las obreras. De esto ya se habló aquí . Lo curioso es que todas tienen el mismo ADN; el hecho de que sean de un tipo u otro depende exclusivamente de la comida que sus compañeras les proporcionen. Si se alimentan de jalea real, serán reinas, por ejemplo. Pero eso sólo lo hacen cuando muere la anterior, y solamente con una de las crías. Es decir, todas las abejas hembras podrían haber sido reinas.
¿Y sucede esto con los humanos? Parece que sí, y poco a poco van apareciendo pruebas: por ejemplo, se ha visto que en un área de Holanda especialmente castigada y que pasó una gran hambruna durante la Segunda Guerra Mundial, los descendientes de los afectados son considerablemente más bajos que ellos, y este cambio se ha mantenido a lo largo de las generaciones, a pesar de que estas últimas llevan ya una dieta normal. Y también se ha observado que los descendientes de personas que han comido una dieta especialmente rica en grasas durante su vida tienen más probabilidad de desarrollar diabetes -si somos lo que comemos, es posible entonces que también debamos decir: somos lo que comieron, o serán lo que comemos-. En cualquier caso, y a pesar de estos indicios, no se sabe aún con exactitud qué patrones pueden heredarse o no y hasta qué punto, para lo cual se necesitan todavía muchos más estudios. Lo que sí se va conociendo con más seguridad es la importancia del entorno y la repercusión que los cambios epigenéticos pueden tener en el propio individuo. Por ejemplo:

La epigenética permite añadir una gran dosis de indeterminismo a la genética y refuerza la importancia del ambiente. Se ha visto que las ratas que más cuidan a sus crías modifican en ellas la metilación de un gen relacionado con el estrés , por lo que en general serán más tranquilas en su vida adulta (y además parecen también transmitirlo a su descendencia). Además, la epigenética parece explicar en parte las diferencias que se observan entre gemelos monocigotos , que tienen exactamente la misma información genética. Se sabe que a pesar de esta información común, uno de los gemelos puede tener más riesgo de enfermedad cardiovascular, o de enfermedad mental, por ejemplo, y se ha visto que los patrones de metilación en estos individuos son distintos, y tanto más cuanta más edad van teniendo (y cuanto más diferentes son sus entornos): es decir, el ambiente modifica el papel de la genética. Pero además, e independientemente de la herencia, cambios epigenéticos se están relacionando con multitud de patologías, de las cuales las más estudiadas han sido los procesos cancerígenos. Pues bien, se han descubierto mecanismos epigenéticos en prácticamente todos los tipos de tumores . Y a nivel práctico, ya se están desarrollando herramientas diagnósticas basadas en marcadores epigenéticos -que pueden permitir detectar un tumor mucho antes y en ocasiones con un simple análisis sanguíneo- y ya se han aprobado varios fármacos desmetilantes para su uso contra diversos tipos de leucemia -una ventaja es que estos procesos epigenéticos son potencialmente reversibles, al contrario que las mutaciones-.

También se ha visto su relación con la diabetes, con enfermedades autoinmunes, con enfermedades mentales como la depresión, la esquizofrenia o el alzhéimer, e incluso con el envejecimiento. En relación con este último se sabe que con la edad se van acumulando marcas epigenéticas -como aumentos o disminuciones de la metilación en diferentes zonas del ADN- que no solo podrían ser responsables de una mayor incidencia de enfermedades, sino también por ejemplo de la mayor probabilidad que tienen las embarazadas más mayores de tener un niño con síndrome de Down. Incluso se cree que la oveja Dolly murió antes de lo que se esperaba porque las células usadas para la clonación eran ya células viejas, con gran cantidad de esas marcas epigenéticas. Todo esto ha hecho que tras lo que se llamó el Proyecto Genoma, ya se pretenda iniciar un Proyecto Epigenoma , mediante el cual se puedan conocer con mucha más profundidad todos estos mecanismos e implicaciones. Y uno de sus mayores impulsores lo tenemos aquí, al lado .

El cuello de las jirafas, ratones que cambian de color, gemelos no tan parecidos, unos niños holandeses demasiado bajitos, abejas todas ellas tan reinas, la genética y el ambiente, el cáncer, la depresión, el Alzheimer. La oveja Dolly. Parecen demasiadas cosas, demasiados temas en los que esté involucrado algo que hasta hace poco no se conocía. Pero tampoco debería extrañarnos. Al fin y al cabo la epigenética está en la base de la vida, o justo por encima, jugando con el ADN. Y éste no hace tanto tiempo que se conoce.

Lo dicho: la ciencia es frágil y permeable.
Ése es también uno de sus encantos.
Un saludo.

Fuentes: Facebook Toni Matilla Dueñas y Un blog de HERALDO.es