La ciencia epigenética, el embarazo “normal” y la obesidad: una parábola en tres actos
Enviado por Felix Larocca
Cuando una mujer sale embarazada poco conoce lo que sus acciones al comer pueden causar al bebé que, dentro de sí, ella alberga. Por ello muchas aprovechan la moratoria ofrecida por la circunstancia fortuita del embarazo para rescindir todo control en lo que a su ingesta respecta.
Los hombres, por supuesto, privados del privilegio femenino de concebir, carecen de razones para preocuparse con los efectos de sus comportamientos, en los retoños de los embarazos en los que sus zigotos participen.
No posee ventajas de adaptación
Pero no es así, como más adelante tendremos la oportunidad de aprender, cuando nos aventuremos dentro del ámbito de la epigenética, como en esta lección haremos.
La obesidad nuestra preocupación perenne.
Primero, examinemos algunas de las estadísticas que nos causan mayor preocupación.
Una tercera parte de la población norteamericana infantil padece del sobrepeso o es obesa. Esta cifra representa unos 25 millones de niños.
En los últimos treinta años, el porcentaje de niños obesos, entre los dos y cinco años de edad se ha triplicado.
Una bebé hembra nacida en el año 2000 hoy tiene un chance del 40% de desarrollar diabetes tipo 2, la que se relaciona directamente con la obesidad de adultos.
Además de lo antedicho, un 60% de entre estos niños exhibe uno ó más de los factores de riesgo para las enfermedades cardiovasculares, hipertensión arterial, elevación de los triglicéridos y descontrol del azúcar sanguíneo.
Un reportaje del año 2005 en el New England Journal of Medicine nos advierte que la epidemia de obesidad juvenil en los Estados Unidos pronostica una reducción en la expectación de vida en los adultos de unos cinco años. Algo que ocurre por la primera vez en la historia de esa nación de obesos.
No existe la menor duda de que galones de refrescos azucarados, canastas de papas fritas en grasas deshidrogenadas, demasiado horas jugando Nintendo o viendo pasivamente la televisión — en lugar de practicar actividades físicas al aire libre — constituyen una combinación letal.
Un volumen de evidencia continúa creciendo corroborando el hecho de que los hábitos dietarios y de vida, de ambos padres — la madre especialmente — durante las etapas tempranas del embarazo, pueden afectar el metabolismo y el futuro bienestar de los hijos.
En otras palabras, si una mujer quiere salir, o sale embarazada, debe de pensar dos veces antes de abandonarse a una dieta que resultará en aumentos desproporcionados de peso — como se acostumbra en nuestras culturas.
Volvamos al dominio de los genes.
El gen egoísta y todopoderoso entra en la escena
Para muchos, la frase freudiana de "anatomía es destino" se metamorfoseó en algo como: "el gen es poder supremo".
En su obra cumbre, The Selfish Gene, el etólogo británico Richard Dawkins, nos introduce al poder abrumador que poseen los genes, logrando impresionarnos con el alcance del "mapa" que como plan controlador reside en el ADN celular.
Pero, la historia del dominio del gen no es hoy lo que de antes se creyera, y que Dawkins y sus muchos prosélitos, nos enseñaran.
Cariotipo humano
Hoy sabemos, no sólo que lo que los padres hacen afecta el futuro de sus hijos naturales, sino que (sin abandonarnos en un ejercicio de índole lamarckiano) los genes no siempre se expresan, de modo invariable, de acuerdo a las instrucciones, que en ellos creemos existen, ya que ciertos compuestos secundarios pueden atarse a los genes suprimiendo su expresión.
Entonces, como sucede con nuestros dispositivos electrónicos, los genes se prenden y se apagan.
Todo procede como si fuera un interruptor de encendido que conecta o desconecta el gen, como si fuera una bombilla eléctrica.
Nuestro propósito
Aquí, lo que nos interesa es el hecho de que factores ambientales, como son la comida que comemos y los cigarrillos que fumamos, pueden prender y apagar la expresión normativa de nuestros genes, alterando sus manifestaciones.
Embarazada moderna
El tipo de exploración científica, aquí descrita, ha cambiado radicalmente el campo de la genética en su totalidad, lanzando una nueva disciplina llamada la epigenética.
¿Qué es la epigenética?
La epigenética es la disciplina que se ocupa de investigar de cómo niños pueden heredar y expresar lo que aparentan ser nuevos rasgos provenientes del comportamiento y entorno de sus padres sin cambios en el ADN subyacente. En otras palabras, las instrucciones provenientes del código hereditario son las mismas, pero algo, las cancela sin que el componente genético se altere.
El término epigenética existe desde los años 1940. Pero el primer avance mayor que la impulsó como ciencia ocurrió en el año 2003 con la participación de un animalito insignificante, cuya presencia es común en los laboratorios donde se investiga la biología.
A todos, presento al ratón flacucho marrón
Este ratoncito, al que me refiero, sorprendió a la comunidad científica con el comportamiento de sus genes.
El roedorcito en cuestión pertenecía a una cepa de ratones obesos amarillos que fueron criados específicamente para transportar un gen llamado agouti, que les confiere el color característico y que les garantiza la tendencia a la obesidad.
Cuando dos ratones agouti se aparean, ellos producen ratones amarillos y gordos, generación tras generación indefectiblemente.
Ratón agouti amarillo
Pero, veamos lo que pasa cuando ratones van a la Universidad de Duke.
Un grupo de científicos en esa universidad, separó un contingente de ratones agouti entre dos grupos. Un grupo de control y otro, un grupo de ratonas preñadas.
Con el control grupo no se hizo nada especial. Se les alimentó la dieta usual de laboratorio y permitieron que copularan entre ellos.
No hubo sorpresa. Los ratones amarillos, gordos parieron ratoncitos amarillos, gordos.
Sin embargo, los ratones en el grupo experimental fueron sujetos a ciertas alteraciones en su dieta.
Además de su ingesta normal, a este grupo se le suministró mejor cuidado prenatal.
Se les administró un régimen similar al de las mujeres embarazadas modernas.
Recibieron vitamina B12, ácido fólico, betaina y colina.
Los resultados de este experimento sacudió el mundo científico de la genética por sus fundaciones.
Ratones gordos, amarillos, que se habían apareado con ratonas gordas, amarillas, tuvieron bebés que eran delgados y marrones.
Los resultados inesperados ponían en duda todo lo que la comunidad científica creía.
Un análisis genético de los ratoncitos marrones complicó el misterio.
Los genes eran exactamente los mismos de los padres, como se esperaba, listos para enviar las instrucciones para procrear ratones obesos y amarillos.
Pero no lo hacían.
¿Qué sucedió?
La única explicación disponible es que una ó más substancias presentes en los suplementos vitamínicos que les administraran a las madres preñadas, se trasladó dentro de los genes de los roedores y apagó la expresión del gen agouti.
Cuando los bebés nacieron, todavía poseían el gen agouti, pero éste no se había expresado — substancias químicas se habían afijado al gen, suprimiendo su expresión.
Este proceso de supresión genética tiene un nombre, se llama la metilación del ADN.
La metilación ocurre cuando un compuesto llamado un grupo metílico se une a un gen y cambia el modo como ese gen se expresa, sin cambiar la estructura del ADN.
La metilación de los genes
Pero, hay más…
Delgados y marrones no fueron los únicos rasgos que los ratones adquirieron por medio de la metilación. El gen agouti de los roedores se imbrica en mayor incidencia de cáncer y diabetes. Los ratones con el agouti apagado evidenciaron una reducción significante en la aparición del cáncer y de la diabetes.
De acuerdo al líder del estudio, el Dr. Randy Jittle: "Por la vez primera, hemos demostrado de manera precisa el proceso de cómo el uso de los suplementos alimentarios en la madre puede alterar permanentemente la expresión de los genes en los críos sin alterar los genes mismos".
En otras palabras, cómo y lo qué comemos tiene un impacto en generaciones venideras.
El efecto de este estudio fue enorme, las razones, aunque siendo obvias, ameritan ser examinadas:
Primero, la epigenética disipó la convicción que existiera de que los programas genéticos son fijos e indelebles. El mismo conjunto de genes puede producir resultados diferentes dependiendo en cuáles genes hayan experimentado el proceso de metilación y cuáles no. Lo que significa que un estrato nuevo de reacciones posibles, actuando fuera y por encima del código genético, había que tomarse en consideración; porque cambiaba el resultado del programa genético sin alterar el código mismo.
Ese fuera y por encima es de donde la epigenética deriva su nombre. Del griego: el prefijo epi que significa sobre o en adición y genético, relacionado a la herencia. Esto de por sí no debe de tomarnos de mucha sorpresa, ya que muchos investigadores han señalado que a menudo, los mismos genes no producen los mismos resultados. Mellizos idénticos que comparten el mismo ADN no poseen las mismas huellas digitales o no desarrollan las mismas enfermedades.
Embarazada saludable
Segundo, que el estudio de Duke resucitó el espíritu de Lamarck: factores del entorno afectando la madre, se demostró, que afectaban los rasgos hereditarios de los hijos sin cambiar la estructura del ADN.
Más adelante, otros experimentos con ratones, también en Duke, señalaron que se podía sobrecargar los cerebros de ratones con la simple adición de colina en la dieta de la hembra preñada. La colina desencadena un patrón de metilación que apaga el gen que normalmente limita la división celular en el centro de la memoria cerebral.
Con el controlador de la división celular en las células que regulan la memoria, apagado, los ratones comenzaron a producir células de memoria a toda velocidad resultando en memorias enormes para los ratones en cuestión. De adultos esos ratones, rompieron todos los records de retención en pruebas psicológicas estandarizadas.
Investigaciones que corroboran estos hallazgos se han conducido en una variedad de animales, incluyendo el ratón de campo, la pulga del agua fresca (Daphnia), el saltamontes del desierto, algunas especies de lagartijas y otros animales donde aspectos físicos y de comportamientos cambian ostensiblemente por la metilación sin alterar el ADN.
Mientras tanto, qué sucede en el ser humano…
El enfoque actual de la investigación epigenética en el ser humano está casi todo limitado al estudio fetal. Es muy claro que los primeros días que siguen a la concepción, cuando la mujer aun no sabe que está encinta, son más críticos de lo que supiéramos. Es precisamente en esta etapa cuando genes importantes se prenden y se apagan, transmitiendo o no las primeras señales epigenéticas al feto en desarrollo.
El útero se constituye, entonces, en un verdadero laboratorio evolucionista donde se evalúan rasgos que pueden o no, asistir en la supervivencia del feto. Investigaciones demuestran que en muchos abortos espontáneos el feto evidenciaba anormalidades genéticas.
He aquí cómo la epigenética puede explicar parcialmente la epidemia de la obesidad — la infantil en particular.
Lo que nuestros hijos comen y beben
La fast food que constituye la dieta de la mayoría de los americanos, es alta en calorías pero baja en nutrientes, especialmente aquellos elementos que son esenciales para el desarrollo de un embrión en las etapas tempranas de su evolución. Si una mujer recién embarazada se pasa las primeras semanas de su gravidez comiendo una dieta típica de junk food, el embrión puede recibir la señal de que va a nacer en un entorno hostil donde los tipos esenciales de alimentos escasean. Por medio de una combinación de efectos epigenéticos varios genes se prenden y se apagan resultando en que el bebé nacerá pequeño, necesitando menos comida para la supervivencia. Volviéndose obeso en el futuro.
La Hipótesis de Barker
David Barker, distinguido nutricionista británico, fue el primero en sugerir un eslabón que existe entre la nutrición fetal deficiente y la obesidad posterior. Su teoría hoy se conoce por su nombre o por la teoría del genotipo económico.
Fetos que experimentan nutrición deficiente desarrollan metabolismos económicos que son mucho más eficientes en almacenar energía.
Cuando un bebé nacía con un fenotipo económico 10,000 años atrás, durante un período de escasez de alimentos, su metabolismo conservacionista lo ayudaría a sobrevivir el hambre relativa.
Pero, cuando un bebé nace en el siglo XXI rodeado de comida en exceso, que es asimismo pobre nutricionalmente y rica en calorías, el bebé engorda.
La importancia del conocimiento de la epigenética
El mundo científico recientemente ha abandonado el derrotero prístino de la ciencia incontrovertible para convertirse en otro tentáculo de los intereses creados. Muchos académicos de reputación establecida salen a la defensa de las industrias que nos envenenan, el instante en que se publica algo derogatorio acerca de las mismas.
Transposón del maíz
Lo que es tan alarmante aquí es el hecho de que los defensores venales, a menudo escriben por adelantado sus artículos para que no haya dilación en la publicación de sus respuestas favorables y exculpatorias de las industrias que los patrocinan — aunque falsas.
Para nuestro mundo de científicos que toman seriamente el estudio de los trastornos del comer, la hipótesis de Barker es de la mayor importancia porque nos asiste en el entendimiento de cómo los hábitos alimenticios de la madre pueden afectar el esquema metabólico de los hijos.
Papá: mejor, no fumes…
Estudios, muy recientes, llevados a cabo en la Gran Bretaña encuentran que hombres que comenzaron a fumar antes de la pubertad tuvieron hijos que eran mucho más gordos que lo considerado normal cuando cumplían los nueve años. Lo sorprendente es que esta correlación afectaba a los hijos varones exclusivamente.
Los expertos en la epigenética deducen que, en este caso, los indicadores epigenéticos se transmiten vía el cromosoma Y.
Marcus Pembrey, un genético británico, llama este fenómeno "el principio de prueba". El esperma ha capturado información dentro del entorno hereditario y ahora modifica el desarrollo y la salud del individuo en generaciones futuras.
Pero hay más. Debido a que las modificaciones del genoma son transgeneracionales, se ha expuesto evidencia soportando el impacto de la epigenética de abuelos y abuelas en sus nietos.
Veamos el mecanismo involucrado en el caso de la herencia de la madre a través de la abuela.
Cuando una hembra del género humano nace, ella ya posee el complemento total de los óvulos que tendrá de por vida en sus ovarios de bebé. Extraño como parezca, eso significa que el huevo del que uno se desarrolla con la mitad de los cromosomas propios, fue creado en los ovarios de la mamá cuando ella todavía residía en el útero de la abuela. La evidencia científica es que cuando la abuela pasó señales epigenéticas a la madre de uno, ella pasaría asimismo esas señales que eventualmente constituirán la mitad del ADN de la persona en cuestión.
¿Dictamen genético?
Por ejemplo, se ha encontrado que niños cuyas abuelas fumaron cuando estaban embarazadas eran más predispuestos a sufrir del asma que hijos de madres que fumaban cuando ellas estaban embarazadas.
Mucha investigación continúa produciendo hallazgos similares que nos maravillan y sorprenden.
Lo que es de importancia, ya que puede jugar un rol decisivo en el entendimiento de la obesidad como fenómeno de la adaptación descarrilada.
Prosigamos
La metilación del ADN ocurre durante todo el ciclo vital, teniendo que tenerse en cuenta toda la vida.
Ahora, consideremos algo nuevo: los transposones o genes saltantes
Mazorcas de maíz indio vienen en diferentes colores, como son violetas, amarillos y blancos. A veces los granos son de color púrpura con vetas blancas o manchas marrones. Este efecto de manchas inesperadas contradice los hallazgos de Mendel y desafía los principios básicos de la genética, porque los granos individuales pueden ser multicolores en lugar de monocromáticos. El movimiento de transposones en los cromosomas puede resultar en colores inesperados, que no se ajustan al color y variedad de los granos en el sentido mendeliano. La explicación de este fenómeno supone un "salto de genes" o transposones, y obtuvo a la Dra. Barbara McClintock el prestigioso Premio Nobel de Medicina en 1983 por su larga vida de investigación en la genética de maíz.
¿Qué es un transposón o gen saltante?
Un transposón es una secuencia de ADN capaz de replicarse e insertar una copia de sí mismo en un nuevo lugar del genoma. Los transposones son secuencias repetitivas que se cree que proceden de retrovirus ancestrales. Se han descubierto en bacterias y en células eucariotas. Y por extensión, en los virus de las computadoras — aunque éstos no afectan los seres vivos directamente.
En otras palabras, que la estabilidad que creyéramos existiera en el código genético que nos permitiera aventurarnos a especular la existencia del gen de la obesidad, el de la homosexualidad, del lenguaje y aun el de Dios, carece de corroboración científica. (Véanse mis ponencias al respecto, especialmente, Del Gen de la Obesidad… "Of Mice and Men" en monografías.com).
Bebé oriental moderno
La herencia y la genética no son destino, ya más, como antes creyéramos.
Antes de concluir veamos un poco de la historia de la nueva ciencia que aquí estudiamos
A menudo se atribuye a Conrad Waddington (1905-1975) la acuñación del término "epigenética" en el año 1942 como "la rama de la biología que estudia las interacciones causales entre los genes y sus productos que dan lugar al fenotipo". Las primeras apariciones de la epigenética en la literatura datan de mediados del siglo XIX, aunque los orígenes del concepto pueden encontrarse ya en Aristóteles (384-322 AC). Aristóteles creía en la epigénesis: el desarrollo de la forma orgánica del individuo a partir de la materia amorfa. Esta controvertida creencia fue el principal argumento en contra de la hipótesis que mantenía que nos desarrollamos a partir de cuerpos minúsculos completamente formados. Incluso hoy día, aún no existe un consenso universal acerca de hasta qué punto estamos pre-programados o modelados por el ambiente. El campo de la epigenética ha surgido como un puente entre las influencias genéticas y ambientales. En el siglo XXI, la definición más comúnmente encontrada del término epigenética es "el estudio de cambios heredables en la función génica que se producen sin un cambio en la secuencia del ADN".
Instrumento moderno de torturas indecibles…
Aplicaciones clínicas En el caso de la obesidad puede decirse que aunque no se haya encontrado el gen que la produce, como tantas de las industrias farmacológicas y genéticas ansían, que la metilación de los genes responsables por la misma comienza mucho antes de que nazca el niño y que, la industria de los fast foods, cuyos productos acarrean cantidades monstruosas de substancias nocivas y de elementos químicos que no sólo son incompatibles, pero que afectan a quienes los consumen adversamente (véanse los colorantes artificiales y el monosodio glutamate) puedan ser responsables por la epidemia que nos flagela. Que, para poder eliminar su presencia y su avance implacable, los esfuerzos hay que efectuarlos al nivel muy por encima del gen: al nivel epigenético. Asunto éste que muy pocos logran porque, en su ignorancia, no lo reconocen. Mientras tanto, mujeres embarazadas sean conscientes de lo que comen, porque el efecto de esa comida puede reflejarse en los nietos y aún más allá…
Bibliografía
Suministrada por solicitud.
Metilación del ADN
Auto:
Dr. Félix E. F. Larocca