Un mecanismo molecular evita que el organismo herede alteraciones epigenéticas de sus antecesores
Las alteraciones epigenéticas están involucradas en el desarrollo de patologías como el cáncer
Un equipo, con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha descrito en modelos vegetales un mecanismo molecular que evita que el organismo herede las alteraciones epigenéticas de los ADN de sus padres. Estas alteraciones en el genoma, diferentes de las mutaciones genéticas e involucradas en el desarrollo de diversas enfermedades, pueden surgir por la exposición del ADN al ambiente externo a lo largo de los años. De confirmase la presencia de procesos similares en mamíferos, el hallazgo contribuiría a entender por qué algunas patologías, especialmente el cáncer, aumentan su incidencia con la edad. Las conclusiones aparecen publicadas en Science.
El trabajo, fruto de una colaboración internacional, cuenta con la participación del investigador del CSIC Mario Fernández Fraga, del Centro Nacional de Biotecnología (del CSIC), en Madrid, así como la de María Berdasco y Manel Esteller, del Instituto de Investigación Biomedica de Bellvitge -Institut Català d´Oncologia (IDIBELL-ICO) e investigador de la Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), en Barcelona.
Además de las mutaciones genéticas, cambios surgidos en la secuencia del ADN que se producen de forma inesperada y que pueden heredarse, el genoma puede experimentar otros cambios que, sin variar el código genético, hacen que un determinado gen se exprese o no.
Este segundo tipo de alteraciones, las epigenéticas, se ven más afectadas por factores externos, como por ejemplo la dieta. “Nos podemos imaginar que nuestro genoma es el abecedario de nuestras células, pero quien le da sentido proporcionando su ortografía es el epigenoma, gracias a diversas modificaciones químicas, particularmente, la metilación del ADN” explica Manel Esteller. Y añade: “Las plantas como Arabidopsis thaliana (modelo empleado en el trabajo) y los seres humanos compartimos parte de ese lenguaje común epigenético, y en las primeras podemos hacer experimentos para comprender los mecanismos epigenéticos, que serían imposibles de realizar en personas”.
“El estudio de las alteraciones epigenéticas es relevante para comprender cuestiones como el desarrollo, el crecimiento y el envejecimiento de un organismo. Pero también porque estos cambios pueden llegar a comprometer la salud, ya que las alteraciones epigenéticas son una de las causas más importantes del cáncer, además de estar detrás de otras enfermedades”, explica Fernández Fraga.
El investigador del CSIC recurre a uno de los exponentes más claros de la incidencia de esta disciplina: “La epigenética es básica a la hora de explicar por qué dos gemelos, con idéntico ADN, tienen diferencias fenotípicas, por muy pequeñas que éstas sean”.
El trabajo que publica la revista Science pretende aclarar uno de los enigmas irresueltos de esta disciplina: ¿Cómo se mantienen los patrones epigenéticos a través de sucesivas generaciones, es decir, por qué el ADN no hereda los cambios epigenéticos que sus antecesores acumulan a lo largo de la vida?
“Se trata de una cuestión importante, ya que durante el desarrollo de un organismo se pueden acumular errores epigenéticos que, de ser transmitidos a generaciones sucesivas, pueden comprometer al nuevo organismo”, apunta Fernández Fraga.
El investigador del CSIC amplía esta idea: “Un ejemplo de estos errores podría ser el mecanismo epigenético que supone la pérdida global de metilación con la edad. Una de las alteraciones epigenéticas más frecuentes en cáncer humano es, precisamente, esta deficiencia. Si se heredase, podría conllevar consecuencias negativas para el organismo”.
La investigación describe un mecanismo molecular que podría ayudar a entender el enigma: el proceso, observado en un modelo experimental, repara alteraciones epigenéticas originadas en generaciones anteriores y, por tanto, restaura los patrones epigenéticos correctos en un nuevo organismo. El siguiente paso de los investigadores debería ser comprobar si existen mecanismos similares en mamíferos. Según el investigador del CSIC, de confirmarse este extremo, el hallazgo tendría relevancia en muchos aspectos.
Así, entre otras cuestiones, contribuiría a comprender por qué algunas enfermedades como el cáncer aumentan en número de casos con la edad. “Los tumores se originan principalmente por errores no sólo genéticos, sino también epigenéticos. El riesgo de desarrollarlos incrementa con la edad, ya que hay más tiempo para acumular este tipo de errores moleculares o menos capacidad para repararlos”, explica Fernández Fraga.
La posibilidad de desarrollar enfermedades epigenéticas asociadas a la edad en individuos jóvenes sería menor porque mecanismos como el que se describe en este trabajo contribuirían a restaurar los patrones epigenéticos normales en el nuevo organismo. “Además sabemos que la inactivación epigenética de genes asociados con el envejecimiento precoz, como en el Síndrome de Werner, está asociada al desarrollo de tumores humanos”, indica Manel Esteller.
Para comprobar la existencia del citado mecanismo, los autores estudiaron los patrones de metilación del ADN en generaciones sucesivas de cruces de plantas deficientes de enzimas metiladoras del ADN y plantas normales. Comprobaron que los patrones de metilación normales se iban recuperando paulatinamente gracias a la acción de un tipo especial de ARN de interferencia, dirigido específicamente contra las secuencias de metilación repetitivas.
Felipe Karma Teixeira, Fabiana Heredia, Alexis Sarazin, François Roudier, Martine Boccara, Constance Ciaudo, Corinne Cruaud, Julie Poulain, Maria Berdasco, Mario F. Fraga, Olivier Voinnet, Patrick Wincker, Manel Esteller y Vincent Colot; "A role for RNAi in the selective correction of epigenetic defects Science".
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la química en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de química, análisis, laboratorio y tecnología de procesos le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
