Un estudio del científico español Juan Carlos Izpisúa postula que los cambios epigenéticos, que se pueden adquirir como una adaptación al entorno, se trasmiten entre mamíferos a la descendencia de forma estable.
Agradecemos al ADN los ojos azules de nuestra abuela, pero, con el permiso de Mendel, los científicos saben desde hace tiempo que los genes heredados no explican por sí solos toda la complejidad que nos caracteriza como individuos. Es sabido que la influencia de factores externos, por ejemplo, el tipo de dieta o el consumo de tabaco, puede afectar a la expresión del ADN genómico sin alterar su secuencia, a través de cambios epigenéticos. Sin ir más lejos, la epigenética (epi, en griego significa ‘sobre’ o ‘por encima’) ayuda a entender por qué dos gemelos idénticos tienen diferentes enfermedades.
Y puesto que los genes se heredan, ¿pueden también los cambios epigenéticos transmitirse de padres a hijos? Así lo demuestra en un trabajo experimental un grupo de investigadores del Instituto Salk encabezado por el científico español Juan Carlos Izpisúa, actual director del Instituto de Ciencia de San Diego de Altos Lab. El hallazgo de que la información epigenética se transmite de forma estable a la descendencia a través de la línea germinal paterna y materna puede tener relevantes implicaciones para entender enfermedades no heredadas genéticamente, como la obesidad y el cáncer.
Además, los resultados que se publican hoy martes en la revista Cell aportan una evidencia directa que puede inclinar la balanza hacia un cambio de paradigma en este campo científico. “Una de las discusiones más importantes y constructivas en la historia de la biología y que ha ayudado enormemente al conocimiento y estado actual de esta ciencia es la confrontación entre la teoría de la selección natural de Darwin con la teoría de la heredabilidad de las características adquiridas de Lamarck”, expone a este medio Juan Carlos Izpisúa.
HEREDAMOS DE LAS ABUELAS CÓMO SUS GENES ACTUARON FRENTE AL ENTORNO
Frente a la teoría dominante de que la herencia biológica se rige sobre todo por la herencia del ADN genómico, Jean-Baptiste Lamarck, profesor de Zoología en el Museo Nacional de Historia Natural de París, y el científico que siempre se asociará al cuello de las jirafas, postuló que un organismo cambia durante la vida para adaptarse a su entorno y esos cambios se transmiten a su descendencia. (Así, la largura del cuello de estos rumiantes era, según Lamarck, el resultado de varias generaciones tratando de alcanzar las hojas en las ramas más altas).
La herencia epigenética se ha demostrado en plantas y animales invertebrados, pero “la opinión predominante en el campo es que la herencia epigenética transgeneracional no ocurre en los mamíferos”, apunta Izpisúa, referente mundial en biología del desarrollo y medicina regenerativa. “En nuestro estudio demostramos por primera vez en mamíferos la herencia transgeneracional de marcas epigenéticas”. Supone también un respaldo a “la importancia que el medio ambiente, a través de la epigenética, puede tener sobre el devenir de nuestras vidas y nuestros descendientes”.
La publicación se asienta sobre una década de trabajo del grupo científico. “Hasta ahora hemos podido confirmar que la obesidad y los altos niveles de colesterol se transmiten de manera estable al menos hasta la décima generación, y seguimos investigando si la metilación se puede borrar algún día, lo que obviamente lleva su tiempo. Descubrir cualquier secreto a la naturaleza suele llevar muchos años, incluso décadas de curiosidad y dedicación”, comenta.
Los experimentos llevados a cabo por su laboratorio muestran que la metilación del ADN -el rasgo epigenético por excelencia- puede transmitirse a la descendencia y a múltiples generaciones de ratones. Así lo han probado con la huella epigenética adquirida en dos loci diferentes (Ldlr y Ankrd), al igual que con la transmisión de los rasgos fenotípicos, la hipercolesterolemia y obesidad, de los animales.
ASÍ MARCA EL RUMBO LA EPIGENÉTICA
Lamarck es quizá el más famoso, pero otros científicos han formulado la posibilidad de que la huella epigenética se herede, un fenómeno que ha sido objeto de investigaciones de diversa índole. El biólogo Conrad Waddington -que acuñó el término de epigenética- comunicó en la década de 1950 que las moscas de la fruta expuestas a sustancias químicas durante su desarrollo embrionario presentaban cambios en las alas, que podían transmitir a su descendencia.
Otras investigaciones conocidas atañen a la hambrunaholandesa de 1944-45, durante la segunda guerra mundial. Algunos estudios han observado en las embarazadas durante ese invierno de privación que sus hijos (incluso sus nietos) podían tener una estatura menor de la habitual. Dichas observaciones “probablemente indican que la interacción de los padres con un estrés medioambiental determinado puede incidir sobre el riesgo de enfermedad en su descendencia. Sin embargo, aún no está claro si el estrés ambiental induciría marcas epigenéticas hereditarias como la metilación del ADN en nuestra investigación en ratones”, puntualiza Izpisúa, quien ve necesario continuar trabajando en esa hipótesis, para entender cómo el estrés ambiental puede cambiar las marcas epigenéticas en lugares específicos de la línea germinal.
Existen ejemplos concretos que relacionan metilaciones específicas con la aparición del cáncer, las enfermedades cardiovasculares, la diabetes y la esquizofrenia, e incluso con variaciones en la longevidad. “No obstante, todavía no se han identificado mutaciones monogénicas específicas que puedan causar estas patologías. Aunque nuestro desconocimiento es mucho mayor de lo que en un principio podíamos imaginar, empieza a ser evidente que además de nuestros antecedentes genéticos y los factores ambientales, las marcas epigenéticas heredables podrían explicar el riesgo de transmisión y la susceptibilidad de determinadas enfermedades humanas”.
El científico argumenta, preguntado sobre las potenciales implicaciones de su hallazgo en la medicina, que “si bien los roedores no son humanos, no es descabellado pensar que nuestras observaciones podrían tener lugar también en personas; ya existen pruebas indirectas de que es así. Por lo tanto y en caso de poder sustentar estas observaciones con ensayos clínicos, el concepto subyacente a nuestros resultados y tecnología es su posible utilidad para el diagnóstico de enfermedades, la estimación del riesgo y la prevención de patologías humanas hereditarias”, hecho que encaja con su actual proyecto en Altos Lab, y su búsqueda de la restauración de la salud mediante el rejuvenecimiento celular para ayudar revertir y curar la enfermedad humana, proceso en el que la epigenética juega un papel primordial.