Ciencia
Metilación: así se pueden desactivar los problemas genéticos
¿Crees que lo que te pasa es genético? ¿Que si pesas más o menos o eres más o menos inteligente es por la herencia que te tocó de tus padres? ¿Tienes miedo a sufrir un cáncer porque está presente en tu familia?
No es de extrañar, porque existe la tendencia a creer que los genes son todopoderosos. Aunque el ADN ya se había detectado a finales del siglo XIX, la estructura de doble hélice, y el mecanismo por el que esta molécula tenía la clave para construir seres vivos, no se concretaron hasta los años 50.
Desde entonces hasta hoy, el ADN se ha vuelto tan famoso que ha entrado en el lenguaje común para significar esencia o característica inmutable de una persona, una empresa, un país o, incluso, un equipo de fútbol.
No es de extrañar que mucha gente aún no haya oído hablar de un descubrimiento más reciente: la epigenética. Aunque el término ya se utilizaba antes, sus mecanismos se han podido desvelar tan solo en las últimas décadas.
Es cierto que nuestros genes no cambian, pero lo que la epigenética explica es el mecanismo por el que algunos se apagan y se encienden como si tuvieran un interruptor. Esto explica por qué algunas personas tienen genes que los predisponen a padecer una enfermedad hereditaria, pero nunca lo desarrollan: el gen está apagado. También explica por qué hay gemelos idénticos que comparten el mismo ADN y que sin embargo terminan teniendo enfermedades, cuerpos, e incluso caracteres totalmente distintos.
La metilación para apagar y encender genes
Aunque hay otros, uno de los mecanismos más conocidos de la epigenética se llama metilación. El ADN es como un molde para crear moléculas nuevas como, por ejemplo, proteínas, enzimas, neurotransmisores, hormonas y todo lo que nuerstro organismo necesita. El ADN está formado por cuatro bases, llamadas citosina, guanina, adenina y timina, las famosas letras GATC que salen en las películas cuando alguien mira una secuencia genética.
Pues bien, a la citosina se le puede pegar una terminación química llamada grupo metilo, un átomo de carbono y tres de hidrógeno. Cuando esto ocurre, esa zona del ADN está metilada y el gen al que corresponde no se expresa. Es decir, esa parte del “molde” se bloquea.
Por ejemplo, el proceso de metilación puede impedir que un gen causante de tumores se active, previniendo el cáncer. Lo mismo ocurre con los (muchos) genes que determinan la obesidad o el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares. Pero, al revés, la metilación excesiva también puede provocar cáncer, ya que silencia los genes que controlan el crecimiento de los tumores.
Cómo controlar la metilación
¿Por qué se metilan unos genes y no otros? La respuesta está en nuestro entorno: lo que comemos, cómo nos movemos e incluso lo que pensamos. En otras palabras, lo que nos pasa y lo que hacemos en nuestra vida influye sobre lo que nuestros genes pueden o no hacer.
La metilación ocurre durante toda la vida. Durante el desarrollo del feto, interviene en que unas células del embrión se conviertan en neuronas y otras en células del hígado. Cada célula dispone de las instrucciones completas en su ADN, pero solo utilizan la parte de los genes que necesitan; el resto están desactivados.
Parece que, a medida que envejecemos, nuestro organismo poco a poco pierde la capacidad de metilar el ADN y esto hace que los genes responsables de enfermedades como el cáncer, enfermedades autoinmunes o enfermedades neurodegenerativas, que estaban inactivos, de reprente se pongan en funcionamiento y nos afecten.
Estos son los factores de nuestra vida que influyen en la metilación y podemos controlar:
- Ejercicio: en un estudio con mayores de 65 años se demostró un aumento de la metilación en más de 18.000 genes gracias a hacer ejercicio durante seis semanas. Otras investigaciones confirman que el ejercicio cambia la metilación de forma selectiva, desactiva los genes responsables de los principales síntomas de envejecimiento y activa los que protegen el organismo. Esto también afecta al cerebro. El ejercicio metila los genes que producen el BDNF (factor neurtrópico derivado del cerebro), una molécula que estimula la regeneración de las neuronas, y al mismo tiempo desmetila los genes que frenan el BDNF.
- Dieta: los nutrientes en nuestra dieta y, en concreto, los nutrientes que nos faltan, pueden alterar la metilación y disparar el desarrollo de ciertos tipos de cáncer. En la dieta no pueden faltar nutrientes donantes de grupos metilo. En una revisión de estudios se vio que estos nutrientes tenían un efecto protector, especialmente el ácido fólico, la vitamina D, las vitaminas del grupo B, la colina y el magnesio. La malnutrición y, en concreto, la deficiencia de proteínas, sobre todo en la infancia, alteran la metilación de forma perjudicial.
- Entorno: la influencia del entorno es mucho mayor en la infancia y, sobre todo durante la gestación a través de la madre. Fumar durante el embarazo, el sobrepeso y, seguramente también, el estrés de la madre cambian la metilación de las células del bebé, haciéndolo más susceptible a enfermedades o a padecer obesidad más adelante. En los primeros años de vida, la exposición a contaminantes como el BPA, plomo o mercurio, medicamentos, deficiencias en la dieta, o el estrés, pueden afectar la metilación y aumentar el riesgo de padecer trastornos como el autismo. Estos factores y otros como el tabaco o la contaminación del aire influyen durante el resto de la vida.
- Estrés: el estrés crónico es capaz de cambiar la metilación de nuestros genes y desencadenar enfermedades. Pero el estrés intenso y controlado, también llamado eustrés o estrés positivo, cambia la expresión de los genes, esta vez para mejor. Además del ejercicio intenso, que es un estresor de corta duración, la exposición controlada al frío o el ayuno intermitente pueden activar genes protectores y desactivar los que provocan trastornos como las enfermedades crónicas y la depresión.
No somos esclavos de los genes. En muchos casos, tenemos el interruptor al alcance de la mano.
¿En qué se basa todo esto?
- DNA Methylation Landscapes of Human Fetal Development. Paisajes de metilación del ADN en el desarrollo fetal humano.
- Distinct DNA methylomes of newborns and centenarians. Metilomas de ADN distintos en recién nacidos y centenarios.
- Towards ageing well: Use it or lose it: Exercise, epigenetics and cognition. Hacia un buen envejecimiento: Usarlo o perderlo: Ejercicio, epigenética y cognición.
- Exercise impacts brain-derived neurotrophic factor plasticity by engaging mechanisms of epigenetic regulation. El ejercicio influye en la plasticidad del factor neurotrófico derivado del cerebro al activar mecanismos de regulación epigenética.
- How Dietary Factors Affect DNA Methylation: Lesson from Epidemiological Studies. Cómo afectan los factores dietéticos a la metilación del ADN: Lecciones de los estudios epidemiológicos.
- Integrated analysis of environmental and genetic influences on cord blood DNA methylation in new-borns. Análisis integrado de las influencias ambientales y genéticas en la metilación del ADN de la sangre del cordón umbilical en los recién nacidos.
- DNA methylation: a mechanism linking environmental chemical exposures to risk of autism spectrum disorders? La metilación del ADN: ¿un mecanismo que relaciona la exposición a sustancias químicas ambientales con el riesgo de trastornos del espectro autista?
- Environmental Influences on the Epigenome: Exposure Associated DNA Methylation in Human Populations. Influencias ambientales en el epigenoma: Metilación del ADN asociada a la exposición en poblaciones humanas.
- Acute Stress-Induced Epigenetic Modulations and Their Potential Protective Role Toward Depression. Modulaciones epigenéticas inducidas por el estrés agudo y su posible función protectora frente a la depresión.
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