MADRID 5 Jun. (EUROPA PRESS) -
Un equipo de investigadores dirigido por la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, ha descrito por primera vez en seres humanos cómo el epigenoma --la suite de moléculas unidas a nuestro ADN que cambian nuestros genes a intervalos-- se borra integralmente en las células germinales primordiales tempranas antes de la generación del óvulo y el espermatozoide. Sin embargo, el estudio, publicado en la revista 'Cell', muestra que algunas regiones de nuestro ADN --incluyendo aquellas asociadas con condiciones como la obesidad y la esquizofrenia, resisten a la reprogramación completa.
Aunque nuestra información genética --el "código de la vida"-- está escrito en nuestro ADN, los genes se activan y desactivan por 'interruptores' epigenéticos. Por ejemplo, pequeñas moléculas de metilo se unen a nuestro ADN en un proceso conocido como metilación y contribuyen a la regulación de la actividad de los genes, que es importante para el desarrollo normal.
La metilación también se puede producir de forma espontánea o a través de nuestra interacción con el medio ambiente --por ejemplo, los períodos de hambre pueden llevar a la metilación de algunos genes-- y ciertos patrones de metilación pueden ser potencialmente perjudiciales para nuestra salud. Sin embargo, casi la totalidad de esta información epigenética se borra en las células germinales antes de la transmisión a la siguiente generación.
El profesor Azim Surani, del 'Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Institute' de la Universidad de Cambridge, en Reino Unido, explica: "La información epigenética es importante para la regulación de los genes, pero cualquier metilación anormal, si se transmite de generación en generación, se puede acumular y ser perjudicial para la descendencia. Por esta razón, necesita la información para ponerse a cero en cada generación antes de añadir más información para regular el desarrollo de un óvulo recién fecundado. Es como el borrado de un disco de ordenador antes de agregar nuevos datos".
Cuando un óvulo es fertilizado por un espermatozoide, comienza a dividirse en un grupo de células conocidas como blastocistos, la etapa temprana del embrión. Dentro del blastocisto, algunas células se restablecen a su estado principal, convirtiéndose en células madre, que tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Un pequeño número de estas células se convierten en células germinales primordiales con el potencial de convertirse en espermatozoides u óvulos.
En un estudio financiado principalmente por el Wellcome Trust, el profesor Surani y sus colegas mostraron que un proceso de reprogramación de la información epigenética contenida en estas células germinales primordiales se inicia en torno a las dos semanas del desarrollo del embrión y continúa hasta alrededor de la semana nueve. Durante este periodo, una red genética actúa para inhibir las enzimas que mantienen o programan el epigenoma hasta que el ADN está casi limpio de sus patrones de metilación.
UN 5 POR CIENTO DEL ADN, RESISTENTE A LA REPROGRAMACIÓN
Sin embargo, los investigadores encontraron que este proceso no borra todo el epigenoma: alrededor del 5 por ciento de nuestro ADN parece resistente a la reprogramación. Estas regiones 'fugitivas' del genoma contienen algunos genes que son particularmente activos en las células neuronales, que pueden realizar funciones importantes durante el desarrollo. Sin embargo, el análisis de datos de enfermedades humanas sugiere que estos genes están vinculados con condiciones como la esquizofrenia, trastornos metabólicos y la obesidad.
Walfred Tang, estudiante de doctorado que es el primer autor del estudio, añade: "Nuestro estudio nos ha dado un buen recurso de posibles candidatos de las regiones del genoma donde la información epigenética se transmite no sólo a la siguiente generación, sino potencialmente también a generaciones futuras. Sabemos que algunas de estas regiones son las mismos en los ratones, también, lo que nos puede proporcionar la oportunidad de estudiar su función en mayor detalle".
La reprogramación epigenética tiene consecuencias potenciales para la llamada "materia oscura" dentro de nuestro genoma. Se estima que la mitad del ADN humano está integrada por 'retroelementos', regiones de ADN que han entrado en nuestro genoma de invasores extranjeros, incluyendo bacterias y ADN de las plantas.
Algunas de estas regiones puede ser beneficioso e incluso llevar a la evolución; por ejemplo, algunos de los genes importantes para el desarrollo de la placenta humana comenzó su vida como invasores. Sin embargo, otros pueden poseer un efecto potencialmente perjudicial, particularmente si se aumentan dentro de nuestro ADN, lo que podría interferir en nuestros genes. Por esta razón, nuestros cuerpos emplean la metilación como un mecanismo de defensa para suprimir la actividad de estos retroelementos.
"La metilación es eficaz en el control de los retroelementos potencialmente dañinos que nos puedan perjudicar, pero si, como hemos visto, los patrones de metilación se borran en nuestras células germinales, potencialmente se podría perder la primera línea de nuestra defensa", afirma el profesor Surani.
De hecho, los investigadores encontraron que una fracción notable de los retroelementos en nuestro genoma son 'fugitivos' y mantienen sus patrones de metilación, particularmente aquellos retroelementos que han entrado en nuestro genoma en nuestra historia evolutiva más reciente. Esto sugiere que el mecanismo de defensa de nuestro cuerpo puede mantener alguna información epigenética intacta para protegernos de efectos potencialmente perjudiciales.
