En el pasado se pensó que era definida por los genes que heredamos de
nuestros padres, pero el genoma es sólo una parte de la historia. La
otra tiene que ver con un campo de la ciencia considerado una de las
nuevas fronteras de la medicina: la epigenética.
"El genoma es el abecedario del ADN,
del material genético, y el epigenoma es toda la regulación de ese
genoma. Si imaginamos un ordenador o computadora, el hardware es el
genoma mientras que el software, toda la programación, es el epigenoma",
dijo a BBC Mundo el doctor Manel Esteller, director del Programa de
Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación
Biomédica del Bellvitge, en Barcelona.
El epigenoma representa cambios químicos que no
afectan a la secuencia de ADN pero pueden modificar la expresión de los
genes, activándolos o silenciándolos. Estas variaciones pueden aparecer
debido a factores ambientales y pueden ser heredables.
"El código epigenético se superpone al código
genético, es decir tenemos una instalación eléctrica que serían las
bombillas, los cables, el genoma. La epigenética sería la serie de
interruptores de la luz, que van encendiendo o apagando distintos
genes".
Este epigenoma no es fijo sino dinámico y puede
alterarse durante la vida de un individuo por diversos factores, como
por ejemplo, el tabaco, el ejercicio o la nutrición.
El epigenoma es más flexible de lo que jamás se
imaginó en el pasado y esto podría tener enormes implicaciones en el
campo de la salud en el futuro, ya que significaría que tenemos más
control sobre nuestro destino genético de lo que se pensaba.
Enfermedades distintas
"Los gemelos monozigóticos que son los que
tienen el mismo ADN pueden tener enfermedades distintas porque aunque su
genoma es el mismo, por la forma en que se encienden y apagan los genes
por estas marcas que se añaden al ADN, tienen un epigenoma distinto",
señaló Esteller.
"El tabaco altere el epigenoma". Foto: SPL
"El ADN está formado por Cs, Gs, As y Ds, por estas cuatro piezas del puzzle mezcladas en millones de combinaciones".
"Esa c puede ser una c o una metil-c, es decir,
un grupo metilo añadido a la c. Un grupo metilo es un grupo carbono y
tres grupos de hidrógeno. Eso que parece una tontería, algo muy
pequeñito, hace que el gen debajo del metil-c esté inactivo. Si no
tienes el grupo metilo está activo, y eso ya determina actividades
distintas de los genes, enfermedades distintas".
Esteller explicó a BBC Mundo que el ADN de cada
célula "mide dos metros si se desenrrollara y se pusiera recto, pero
para que quepa dentro del núcleo de la célula lo que está es muy
empaquetado. Quien enrolla eso es la epigenética que se encarga de
enrollar de forma distinta el ADN en una neurona y en una célula del
corazón. Ambas tienen el mismo ADN, el genoma es el mismo, pero sabemos
que el aspecto es muy distinto, una hace neurotransmisores y la del
corazón se contrae".
La epigenética es lo que ayudaría también a explicar las diferencias entre los seres humanos y otros primates.
"Por ejemplo, un primate tendría activo de forma
epigenética un receptor del olor mientras que el humano no lo tendría,
porque seguramente en la sociedad actual ya no necesita separar miles y
miles de olores distintos".
Circunstancias ambientales
¿Cuán flexible es el epigenoma?
El ejercicio cambiaría en forma positiva el epigenoma.
"Hay un epigenoma sano, el de la salud, que es
muy importante para permitir que los genes se expresen cuando deben
expresarse y donde deben expresarse. Pero aparte de esto tenemos un
epigenoma que se puede alterar por circunstancias ambientales diversas,
por ejemplo el tabaco altera el epigenoma".
El ejercicio y la alimentación, en cambio, podrían alterar el epigenoma en forma positiva.
"Hay menos datos, pero hay estudios que
demuestran, por ejemplo, que hábitos de sueño-vigilia correctos,
alimentación correcta, ejercicio, también están asociados a mantener un
epigenoma mas estable".
La Dra Juleen Zierat, del Instituto Karolinska
en Suecia, se especializa en diabetes y está estudiando precisamente si
el ejercicio cambia las marcas epigenéticas en nuestro tejido muscular.
En una de las pruebas que la Dra Zierat mostró a
la BBC, el ejercicio induce cambios epigenéticos que hacen al tejido
más eficiente en la metabolización de la glucosa y la combustión de
grasa.
"No imaginábamos que veríamos esos cambios en respuesta al ejercicio", dijo Zierat.
El trabajo de la investigadora sugiere que
podríamos tener mucho más control sobre nuestra salud futura de lo que
se creía posible.
"Esta es toda una nueva frontera en medicina.
Basándonos en este estudio podemos decir que algo como el ejercicio
puede reprogramar el músculo y aumentar su capacidad de quemar más
combustibles como glucose o grasas, y posiblemente prevenir el
desarrollo de diabetes tipo 2 porque podríamos mantener los niveles de
azúcar bajo control", dijo la investigadora a la BBC.
Estas modificaciones también pueden ser transmitidas a nuestros descendientes.
"Evidentemente el epigenoma de un ser humano se
transmite a su descendencia como especie, la pregunta es si cambios en
el epigenoma adquiridos en la vida de esa persona pueden ser
transferidos a la siguiente generación. Eso puede suceder si el cambio
afecta a las células germinales a los espermatozoides u ovocitos del
hombre y la mujer y hay datos en ese sentido", explicó Esteller.
Genoma oscuro
El investigador español concordó en la
descripción de la epigenética como una nueva frontera. "La genética
lleva muchos años, la genética clásica empieza con Mendel. La
epigenética moderna empieza hacia la mitad de los años 90 por tanto
llevamos poco tiempo, pero es la última frontera. Es un nivel muy
dinámico de cambio que permite adaptarse rápidamente a las condiciones
ambientales".
Imagen de microscopio donde se ha teñido en rojo el ADN metilado de una celula. Imagen: gentileza Dr. Manel Estellar
"Y algo muy importante es que afecta lo que
llamamos el genoma oscuro. En nuestro ADN los genes clásicos de toda la
vida (que producen proteínas como hemoglobinas) son sólo un 10%. Hay un
90% del genoma que está haciendo otras cosas, regulando el resto del
genoma haciendo que el ADN sea estable. Ese ADN oscuro sabemos que está
activo y haciendo muchas cosas y esas cosas son muchas de ellas
epigenéticas".
El Dr. Estellar investiga especialmente la epigenética relacionada con el cáncer.
"En la célula tumoral hay cambios epigenéticos
que lo que hacen es inactivar a genes que deberían frenar el crecimiento
y eso hace que la célula no tenga esos frenos y empiece a acelerar, a
proliferar, a dividirse. Una las causas de los tumores son los cambios
epigenéticos".
Una de las preguntas que el investigador y su
equipo buscan responder es si es posible en el caso de un cáncer que
tiene una alteración epigénetica revertirla para que recupere la memoria
epigenética correcta.
"Estamos desarrollando fármacos que lo que hacen
es volver a un perfil epigenético más o menos similar al fisiológico.
De esa forma la célula que está proliferando deja de crecer porque
recupera aquellas marcas epigenéticas que reprimen su proliferación. En
la actualidad ya hay cinco fármacos aprobados para su uso de momento
sólo en ciertas formas de leucemia y linfomas".
Libro de la vida
"Estamos desarrollando fármacos que lo que hacen es volver a un perfil epigenético más o menos similar al fisiológico. De esa forma la célula que está proliferando deja de crecer porque recupera aquellas marcas epigenéticas que reprimen su proliferación. "
Dr. Manel Estellar
Hace poco más de una década, cuando se anunció
la decodificación del genoma humano, era tentador para el público pensar
que descifrar y controlar enfermedades era un paso cercano.
Pero la mayoría de las enfermedades involucran
muchos genes diferentes y es la epigenética la que esta permitiendo a
los investigadores comprender cómo, dónde y cuándo se expresan.
"En el año 2000 podemos imaginar que el genoma
nos dio un libro lleno de letras, pero no había separaciones entre las
palabras, no había acentos gramaticales, no había cursivas ni había
mayúsculas", explicó a BBC Mundo el Dr. Estellar.
"Era un libro en el que más o menos se puede
entender algo, pero es muy difícil de seguir. Ahora estamos poniendo
esas señales de puntuación y de ortografía en ese libro".
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