Varios investigadores del CSIC han descubierto en plantas un mecanismo molecular que evita que el organismo herede alteraciones epigenéticas involucradas en el desarrollo de patologías. Esto nos permite entender por qué enfermedades como el cáncer elevan su incidencia con la edad.
Un trabajo con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y publicado en el último de Science, ha descrito, en modelos vegetales, un mecanismo molecular que evita que el organismo herede alteraciones epigenéticas involucradas en el desarrollo de patologías que pueden surgir por la exposición del ADN al ambiente a lo largo de los años. De confirmase procesos similares en mamíferos, el hallazgo contribuiría a entender por qué enfermedades como el cáncer elevan su incidencia con la edad.
El trabajo, fruto de la colaboración internacional, cuenta con la participación del investigador del CSIC Mario Fernández Fraga, del Centro Nacional de Biotecnología, en Madrid, así como de Maria 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).
El abecedario de nuestras células
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 alterar el código genético, hacen que un gen se exprese o no. Este segundo tipo de alteraciones, las epigenéticas, se ven más afectadas por factores externos, como por ejemplo la dieta.
Según Esteller, el genoma es como "el abecedario de nuestras células y quien le da sentido, proporcionando su ortografía, es el epigenoma, gracias a diversas modificaciones químicas, como la metilación del ADN". "Plantas como arabidopsis y los humanos compartimos parte de ese lenguaje común epigenética. En las primeras podemos hacer experimentos para comprender los mecanismos epigenéticos que serían imposibles de realizar en personas", anotó.
Para Fernández Fraga, 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".
Acumular "errores epigenéticos"
El trabajo publicado en Science buscaba averiguar 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", apuntó Fernández Fraga, quien indicó que 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", advirtió.
Los casos de cáncer aumentan con la edad
La investigación describe un mecanismo molecular que podría ayudar a entender este enigma. El proceso, observado en el modelo experimental, repara alteraciones epigenéticas originadas en generaciones anteriores, restaurando los patrones epigenéticos correctos en el nuevo organismo. El siguiente paso de los investigadores sería comprobar si existen mecanismos similares en mamíferos.
Según explica el investigador del CSIC, de confirmarse este extremo, el hallazgo tendría relevancia a muchos niveles. 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. Así, el riesgo de desarrollar esta enfermedad incrementa con la edad, ya que hay más tiempo para acumular este tipo de errores moleculares o menos capacidad para repararlos", explicó Fernández Fraga.
Restaurar los patrones normales epigenéticos
El riesgo 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 normales epigenéticos 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", indicó 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.
