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Más allá de la herencia: Epigenética, el legado de Lamarck

25 febrero, 2010

epigenética, lamarckismo, herencia¿Por qué no son exactamente iguales los gemelos? ¿Por qué murió prematuramente la oveja Dolly? ¿Qué hace que el chimpancé sea tan diferente a nuestra especie cuando compartimos el 99% del material genético? La respuesta a estas preguntas y a otras muchas está en la epigenética. Esta disciplina biomédica demuestra, por ejemplo, que una determinada dieta o una rutina de ejercicio tienen repercusión en nuestra genética por medio de cambios diferentes a la mutación. Es más, la epigenética moderna asegura que estos cambios pueden ser heredados por nuestra descendencia. Nuestras conductas tienen eco en los genes de nuestros hijos. ¿No os suena a lamarckismo?


La epigenética es el eslabón que nos faltaba entre ambiente y genes, y también el foco que promete ser punta de lanza en el estudio futuro de múltiples enfermedades. Definida sin ser estrictos, la epigenética sería el conjunto de fenómenos que no cambia la secuencia del ADN, pero sí determina la expresión de ésta. Así, sería una especie de sesgo, por el que una misma secuencia genética podría dar resultados muy diferentes según la codificación epigenética que presentara. Sin entrar en mayores detalles, existen dos señales epigenéticas bien descritas. La primera sería la metilación -el añadido de un grupo químico metilo- a algunos de los eslabones citosina, una de las bases nitrogenadas del ADN. La otra manera se produciría a través de la modificación de las histonas, proteínas que cubren y conforman la estructura macromolecular de los cromosomas y permiten o no el acceso al ADN. Así, a través de estas dos modificaciones básicas se podría controlar el encencido o apagado de los genes. Por poner un ejemplo, se ha podido comprobar que algunos genes fundamentales que compartimos con los chimpancés se encuentran encendidos en nuestro cerebro, y apagados en el de estos primates.

Epigenoma y mutaciones epigenéticas.

Según Denise Barlow, “la epigenética siempre ha sido todas las cosas extrañas y maravillosas que no pueden ser explicadas por la genética”. A imagen y semejanza del proyecto Genoma Humano, existe hoy día un proyecto internacional denominado Epigenoma humano. De hecho, ya existe publicado el “Metiloma” -con una importante participación de un grupo español liderado por Manel Esteller-, que consiste en la cartografía de las metilaciones, que conforman una de las partes de nuestro epigenoma. Haciendo analogía con el modelo genético clásico, podríamos hablar de mutaciones epigenéticas cuando se producen cambios en nuestro epigenoma, ya que, si bien los cambios epigenéticos son en general más fácilmente generables que los producidos en la secuencia de ADN, éstos tienen una repercusión igualmente trascendental en los procesos de salud y enfermedad, incluso quizás en la línea evolutiva.

La calidad de nuestra herencia. A vueltas con el lamarckismo.

Jirafas, Lamarck, epigenética

Fig. 1 - Lamarck utilizaba habitualmente el simpático ejemplo del "crecimiento" del cuello de las jirafas para explicar su teoría.

Jean-Baptiste Lamarck fue un pionero en su tiempo y supuso un giro copernicano en el mundo de la ciencia. Acuñó el término biología y enunció la primera teoría evolutiva, 50 años antes de la publicación de El origen de las especies de Darwin. Sin embargo, su teoría quedó ninguneada, especialmente con la formulación de las teorías neodarwinistas, las cuales negaron totalmente la heredabilidad de los caracteres adquiridos, y dejaron como única manera de cambio heredable la mutación genética. Pero, si las modificaciones epigenéticas están presentes en los gametos, ¿por qué no se van a heredar? De este modo, tal como aseguraba Lamarck, “el hábito haría a la especie”, y el hecho de llevar una vida sana, por ejemplo, podría repercutir en una mejor herencia epigenética en nuestros hijos. Con todo, una buena noticia, los fenómenos epigenéticos son ante todo REVERSIBLES, por lo que un cambio en nuestros estilos de vida producirá cambios en nuestro patrón de metilación y modificación de histonas pudiendo revertir las posibles mutaciones epigenéticas acumuladas.

Un nuevo paradigma en la génesis de las enfermedades.

Estamos inmersos en una revolución genética en la explicación de las enfermedades. No hay día que pase sin que veamos en las noticias que se ha descrito que este o aquel gen está relacionado con la enfermedad de turno. Pero este modelo, ya ampliamente establecido, que intenta explicar la génesis de las enfermedades mediante la dicotomía GENES-MEDIO AMBIENTE está definitivamente cojo. Le falta la tercera pata del trípode: la epigenética. Sin embargo, no creo que vaya a ser fácil inculcar el nuevo modelo a los profesionales de la salud, sobre todo a los de la vieja escuela, aquéllos que estudiaron como dogma lo mendeliano, y a quiénes el modelo de herencia poligénica les parece alquimia…

epigenética, Dolly, clonación

Pero volviendo de nuevo al tema que nos concierne, es un hecho comprobado que nuestro genoma va acumulando cambios en los patrones de metilación a lo largo de la vida. Esto explica, por ejemplo, las diferencias entre gemelos, que nacen con un genoma y un epigenoma totalmente idénticos, pero que con el paso de los años se diferencian cada vez más en los cambios a nivel epigenético, pudiendo presentar diferente estatura, complexión física, enfermedades… Pero también podría explicar por qué la oveja Dolly presentó prematuramente problemas de diabetes u obesidad. El proceso de clonación fue impecable en lo respectivo a los genes, pero no consiguió revertir los cambios epigenéticos acumulados en el animal clonado.

De este modo, la investigación intensiva en epigenética dará luz a la explicación de muchas enfermedades que hoy día se consideran idiopáticas, o de causa poco conocida, como la esquizofrenia o la artritis reumatoide. Pero la avanzadilla en la investigación en este campo la representa el cáncer. Los cambios epigenéticos han demostrado ser tan importantes como las mutaciones en la génesis y progresión de muchos tipos de neoplasias. De hecho, existe ya un fármaco, la azacitidina, aprobado para el tratamiento de los síndromes mielodisplásicos, cuyo mecanismo de acción es la desmetilación del ADN. Estos fármacos son muy potentes y presentan claramente menos efectos adversos que la clásica quimioterapia. Más aún, para Peter A. Jones, “la administración de fármacos desmetilantes del ADN permitirá no sólo actuar directamente sobre el origen del tumor, sino además vencer la resistencia de los tumores a los tratamientos quimioterápicos, uno de los grandes problemas asociados al control del cáncer”.

Han quedado en el tintero muchísimas cosas, no os creáis que la epigenética dejará este blog con facilidad… Es un cambio importante de enfoque. La manipulación genética que muchos claman como eugenesia puede dejar paso a una manipulación menos peligrosa, reversible y comprensible, que nos lleve a salvaguardar la salud y tratar la enfermedad de manera más prudente y lógica. La epigenética centra el enfoque en el desarrollo de la persona, en la ontogenia, dejando a un lado el determinismo radical. El individuo nace (genética), pero también se hace (modulando la epigenética). Adquiere así la mayor de las vigencias la sentencia de Humberto Maturana: “El genoma humano no hace un ser humano, sino un ser humanizable“.


Para saber más / Referencias…

Imagen "Epigenética y Lamarck" por Mike MC (Creative Commons)

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7 comentarios leave one →
  1. Neytiri permalink
    25 febrero, 2010 0:16

    AWESOME!!

    SUBLIME!!

    COLOSAL!! jejej

    Es genial, me encanta. Qué subidón! jejej (o soy muy friki, o esta entrada es una pasada que emociona hasta a gente normal como yo jeje). Me alegro de que la epigenética no vaya a dejar este blog con facilidad (iba a adjuntar mi superimagen que hace que la palabra “epigenética” no suene malsonante y suene más divertida, pero no se puede jeje)

  2. J. Abellán permalink
    26 febrero, 2010 15:54

    Un poco heavy, no? Me resulta… chocante. Pero también muy esperanzador. La verdad es que no me cabía en la cabeza cómo podría el medio ambiente metilar millones de células, sobre todo ciertos tipos que tardan bastante tiempo en recomponerse totalmente (por ejemplo hueso). Supongo que es parte de nuestra responsabilidad afianzar, o al menos, dejar la puerta abierta a estas nuevas ideas que, a tenor de lo dicho por Esteller, tendrán mucho que decir en de aquí a unos años.

    Qué crack la imagen de las jirafillas, ¡es mítica!

    Enhorabuena por el artículo!!

    • A. Aledo permalink
      26 febrero, 2010 16:53

      Como bien dices es algo muy poco conocido, y que seguramente será de uso rutinario antes de lo que esperamos, por eso debemos intentar dejar la puerta lo más abierta posible. Lo malo es que, como comento en la entrada, la revolución genética está solapándose con la epigenética, y esta última está quedando así en un segundo plano. El modelo integrador sería el idóneo. En cuanto a lo que dices de que el ambiente metile millones de células, date cuenta que realmente el programa epigenético ya viene con nosotros, con un patrón básico de la especie, y lo que podríamos llamar diferentes “polimorfismos epigenéticos” según lo heredado (según el neolamarckismo), y el cambio vendría por la modulación de los patrones de metilación a largo plazo según el desarrollo vital y los estilos de vida del individuo.

      Una cosa que no comento en la entrada es que los patrones epigenéticos son diferentes según el tejido (por lo que comentas del hueso), de tal modo que también estas marcas epigenéticas serían parte del programa que haría a una célula madre convertirse en una célula de corazón, y a otra en una de hueso, por ejemplo, y también determinarían su desarrollo posterior y las posibles apariciones de enfermedades, con la lectura errónea del programa.

      Madre mía, qué comentario más largo me ha quedado…
      Gracias por la aportación! ;)

  3. 27 febrero, 2010 2:49

    Navegando por otro motivo desde una referencia en otro blog, me encontré con “Tall & Cute”, un blog donde en uno de sus posts ilustra con un ejemplo de manera muy sencilla y de forma muy resumida de qué trata la epigenética. Os dejo el enlace. Un saludo.

    Marcando el ADN (Tall & Cute)

  4. S. Valero permalink
    5 abril, 2010 20:27

    Qué queeé?? Realmente me ha sorprendido este artículo. Ahora comprendo el entusiasmo de su autor, jeje. Aún sin terminar la carrera y ya se están produciendo cambios en los modelos explicativos de la medicina… este artículo da la inquietante sensación de no saber nada, de verse tentado a empezar otra vez 1º de medicina…
    Dos de las preguntas más comunes en medicina son “¿por qué ocurre esta enfermedad?” y “¿esta enfermedad se hereda?” y la verdad es que no sé si a partir de ahora me atreveré a contestar, jaja. Sin embargo, en esta apasionante carrera hemos aprendido algo invariable: los cambios en los modelos científicos no deben frustrarnos ante la desestimación de nuestros cononcimientos, si no motivarnos a aprender los nuevos con la esperanza de encontrar respuestas a preguntas aún sin explicar. Esto de la epigenética la verdad es que nos hace dudar de todos los apartados de “etiopatogenia” que nos hemos estudiado a lo largo de la carrera, pero supone sin duda una gran motivación al estudio.

    Me ha encantado que nos hayas presentado este descubrimiento. Gracias por compartir los frutos de tu inquietud científica con los demás.

    • 7 abril, 2010 12:32

      “Motivarnos a aprender los nuevos con la esperanza de encontrar respuestas a preguntas aún sin explicar”. Me quedo con esto. El caso es que el modelo epigenético explica muchas cosas que se intuía debían existir y sólo le da letra a la música que debía producirse en la comunicación ambiente-genética. Por otro lado también abre muchísimas puertas. Ahora ya no sólo empiezan a usarse los desmetilantes como la azacitidina que comento en el post, sino también los que modifican la otra vía de modelado epigenético, los cambios en las histonas, con fármacos como vorinostat.
      Muchas gracias Salva, me ha emocionado el comentario.

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