Las condiciones ambientales, el estilo de vida de los padres o, incluso, sus traumas pueden afectar a las siguientes generaciones. La epigenética, una ciencia relativamente nueva que en los últimos años se ha centrado en el ámbito de la neurociencia para indagar las enfermedades de origen cerebral, estudia estas pequeñas alteraciones del ADN. Christian Griñán es investigador de la Facultad de Farmacia, y con unos gusanos de poco más de un milímetro busca nuevas dianas para prevenir o curar enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson.
¿Qué es la epigenética?
En los años cuarenta del siglo pasado Conrad Waddington, que estudiaba la embriología y la evolución, definió por primera vez la epigenética como las marcas que encontramos dentro del ADN y que se pueden heredar, pero que no modifican su secuencia. De tal forma que esto explica en parte el desarrollo embrionario y la generación de los distintos tipos celulares. Básicamente existen tres mecanismos moleculares epigenéticos: las marcas en el ADN, las colas de las histonas y los microRNAs.
Por tanto, ¿sería la herencia de las condiciones ambientales, del estilo de vida de los padres?
Dentro de las células existe una maquinaria capaz de modular los genes. Esta maquinaria es la epigenética. También son unas marcas que se encuentran en el ADN. Estas marcas se pueden modular como consecuencia del ambiente y pueden heredarse. Me interesa saber cómo el ambiente o el estilo de vida pueden afectar al organismo y esto puede desembocar en enfermedades neurodegenerativas o relacionadas con el envejecimiento en varias generaciones. La herencia genética sólo representa el 7% de toda la herencia, lo que hace que buena parte de la herencia la recibamos de estímulos exteriores.
¿Qué consecuencias tienen estas pequeñas modificaciones del ADN?
Estas modificaciones epigenéticas nos permiten tener un rango de adaptación frente a estímulos tanto externos como internos. En neurociencia el cerebro es un órgano que tiene una gran actividad, que se lleva el 21% de la energía. Está constantemente activo, y requiere una síntesis de proteínas muy importante. ¿Cómo se regula esto? Pues con la epigenética, un mecanismo molecular que en un período de tiempo suficientemente corto nos permite regular las diferentes vías moleculares para adaptarnos a nuestras necesidades diarias.
¿La epigenética es importante en las enfermedades de origen cerebral?
En los últimos quince o veinte años se ha estudiado la epigenética en el ámbito de la neurociencia, y se han hallado evidencias de marcas alteradas en pacientes que padecen enfermedades neurodegenerativas. Son modificaciones reversibles y altamente dinámicas, y es difícil saber cuáles son las realmente importantes, lo que complica conseguir una terapia epigenética. Sin embargo, se están investigando algunos compuestos, y es probable que en los próximos diez años logremos encontrar alguna terapia en este sentido.
Entonces, ¿una modificación epigenética puede derivar en una enfermedad neurodegenerativa?
Existe una vertiente de la neurociencia que relaciona los desórdenes neuropsiquiátricos con los procesos moleculares que desencadenan una enfermedad neurodegenerativa. En la primera y última etapa de la vida, los humanos y todos los organismos somos más susceptibles a los cambios. En la primera etapa, porque estamos sufriendo un proceso de desarrollo y el organismo es muy flexible, para poder adaptarse al ambiente. Y en la última etapa, justo por el contrario: porque ya somos organismos con sistemas moleculares muy frágiles y susceptibles a los cambios externos
¿Hay pues un vínculo entre la salud mental y las futuras enfermedades neurodegenerativas que podemos sufrir?
Sí. Por ejemplo, cuando descubrimos que una persona sufre Parkinson, normalmente ya se le han muerto el 70% de las neuronas. Por tanto, esta enfermedad se ha desarrollado durante mucho tiempo, sin que hayamos sido capaces de verlo. Esto también ocurre con el Alzheimer, que se desarrolla durante unos veinte o treinta años. Es evidente que elementos como el estrés o la actividad emocional y psicológica desencadenan o facilitan que suframos un envejecimiento patológico. O, dicho de otro modo, que se vea afectada nuestra salud mental.
¿Se podría realizar un estudio epigenético para prever futuras enfermedades neurodegenerativas?
Se están realizando estudios en esta línea. El problema es que estas modificaciones del ADN son reversibles. Las enfermedades son procesos moleculares, y lo que en un inicio puede ser la causa, después pasa a ser una consecuencia.
Para estudiar la epigenética, utilizan gusanos en vez de ratones
Es un modelo muy interesante que surgió en las décadas de 1960 y 1970. Es un gusano de tierra que mide un milímetro y se llama C. elegans. Tiene 959 células, es transparente, se alimenta de bacterias… Tiene unas características que lo hacen muy interesante para estudiarlo en el ámbito de la neurociencia, porque conocemos su número de neuronas (302) y también porque muchos tipos neuronales son iguales que los de los seres humanos. Además, conocemos su conectoma, es decir, sabemos cómo están conectadas todas sus neuronas. Y también los genes, más del 40% de los cuales son iguales que los humanos.
Y se fijan en los cambios generacionales
Son unos gusanos muy interesantes, también porque puedes hacerles una modificación genética y desarrollan un cambio de comportamiento muy inmediato. También puedes realizar estudios de herencia transgerenacional, porque el gusano tiene una vida media muy corta, al cabo de cinco días ya son adultos y tienes otra generación. De esta forma podemos observar, en un período de tiempo muy corto, cómo un estímulo positivo o negativo que reciben los padres se transmite de generación en generación. Y esto nos permite estudiar los mecanismos moleculares implicados en la herencia.
Así, ¿los estudian a través de una metodología de aprendizaje asociativo?
Nosotros ponemos veinte gusanos adultos que se encuentran en un momento fértil en una placa de Petri. En el centro ponemos Escherichia coli, que es la bacteria de la que se alimentan, y también ponemos antimicina, un insecticida que es tóxico para los gusanos. Cuando nacen los gusanos, se alimentan de este Escherichia coli tóxico y toman decisiones a nivel conductual. Los estamos obligando a alejarse y a no alimentarse de él, pero algunos son capaces de quedarse y comerse este Escherichia coli. Así, podemos buscar cambios conductuales que se correlacionen con los cambios moleculares de cada grupo. Ahora estamos estudiando si estos cambios conductuales pueden ser absorbidos por el genoma si mantenemos ese estímulo negativo en varias generaciones de gusanos. De esta forma, podremos extrapolar derivas conductuales al ser humano.
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