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Epigenética
La epigenética es el estudio de cómo el medio ambiente y otros factores pueden cambiar la forma en que se expresan los genes. Si bien los cambios epigenéticos no alteran la secuencia del código genético de una persona, pueden desempeñar un papel importante en el desarrollo. Los científicos que trabajan en epigenética exploran los mecanismos que afectan la actividad de los genes.
El ADN de cada persona sienta las bases para el desarrollo de características físicas y psicológicas, proporcionando instrucciones complejas para la creación de proteínas y otras moléculas. Pero la forma en que se usan estas instrucciones puede ser modificada por varios factores. Las modificaciones químicas que influyen en la actividad de los genes de esta manera se denominan de forma colectiva el epigenoma.
Estas modificaciones ocurren naturalmente y ayudan a incitar el desarrollo; por ejemplo, permiten que las células en el cerebro y en otras partes del cuerpo desempeñen funciones especializadas basadas en el mismo código genético subyacente. Pero el epigenoma también es susceptible a la influencia de la exposición a toxinas y otros factores ambientales.
La genética es el estudio de los genes, las unidades del código genético de una persona (hecho de ADN) y los rasgos que influyen. La epigenética se centra en los cambios físicos que afectan la forma en que se "expresan" los genes, ya sea, por ejemplo, que un gen en particular esté activo o no, y por lo tanto si se producen proteínas particulares.
Los cambios epigenéticos en realidad no cambian la secuencia de ADN subyacente de los genes. En cambio, implican la unión de compuestos químicos al ADN. (El prefijo “epi” significa “arriba” o “sobre"). Un tipo importante de mecanismo epigenético, llamado metilación del ADN, ocurre cuando las moléculas llamadas grupos de metilo se unen a ciertas piezas del ADN. Esto puede hacer que un gen sea inactivo, evitando la creación de proteínas basadas en el gen, bloqueando físicamente el ADN y a través de otros efectos menos directos. La metilación también puede activar genes. Los cambios epigenéticos también incluyen modificaciones en las proteínas histonas alrededor de las cuales se enrollan las moléculas de ADN, junto con otros tipos de alteraciones.
Los cambios epigenéticos pueden ser causados por factores relacionados con la salud como la dieta, el ejercicio y el tabaquismo o el uso de drogas, así como el estrés temprano. Por ejemplo, la investigación sugiere que la exposición prenatal al hambre puede reducir la metilación de un gen asociado con el crecimiento. Las diferencias en la metilación del ADN también se han explorado en individuos que han experimentado otras formas de adversidad en la vida temprana, como el trauma infantil. Tales diferencias epigenéticas, si de hecho son causadas por duras experiencias tempranas, podrían desempeñar un papel potencial en la explicación de una mayor vulnerabilidad a las enfermedades físicas y mentales.
Los factores de estilo de vida en la edad adulta, como el ejercicio y el uso de sustancias, se han relacionado con cambios epigenéticos. Y los cambios epigenéticos asociados con comportamientos dañinos pueden no ser siempre permanentes. Los científicos han encontrado, por ejemplo, que un cambio epigenético específico relacionado con el tabaquismo puede revertirse después de que una persona deja de fumar. La investigación sobre el ejercicio, la psicoterapia, los antidepresivos y otras intervenciones ha planteado la posibilidad de que ejerzan efectos positivos sobre el bienestar en parte al alterar el epigenoma.
Todas las características humanas, incluidas las psicológicas, están influenciadas en cierta medida por la genética. Dado que el epigenoma modula los efectos del genoma de un individuo, y porque puede ser influenciado por factores externos, es naturalmente un área importante de exploración para aquellos que buscan comprender cómo las diferencias individuales, las enfermedades mentales y otros aspectos de la vida cognitiva toman forma.
Los genetistas conductuales y los epigenéticos conductuales son científicos que investigan si los cambios epigenéticos pueden ayudar a explicar la vulnerabilidad a ciertas formas de enfermedad mental. Otra posibilidad que ha recibido atención en los últimos años es que los cambios epigenéticos resultantes de experiencias traumáticas pueden pasar de una generación a otra, a veces llamada transmisión intergeneracional del trauma.
Se ha encontrado evidencia de que las diferencias epigenéticas están asociadas con la enfermedad mental para la depresión, la esquizofrenia, el trastorno bipolar y otras afecciones. Por ejemplo, los participantes de la investigación con depresión han mostrado diferencias, en comparación con aquellos sin depresión, en los niveles de metilación de un gen responsable de la producción de una proteína llamada factor neurotrófico derivado del cerebro o BDNF. (El BDNF juega un papel clave en el desarrollo del sistema nervioso.) Queda por determinar si las diferencias epigenéticas como estas son importantes para el desarrollo de estos trastornos mentales, pero en cualquier caso, pueden servir como biomarcadores para las afecciones.
El estrés severo temprano en la vida, sugieren algunas investigaciones, puede dar lugar a cambios epigenéticos que contribuyen a un aumento duradero en la respuesta al estrés fisiológico. Tal efecto podría reflejar un mecanismo para adaptarse a un entorno amenazante basado en la experiencia inicial. Pero cuando la fuente de estrés, como el maltrato temprano, no continúa indefinidamente, una respuesta al estrés reforzada podría resultar perjudicial a largo plazo. (Los estudios con roedores constituyen gran parte de la investigación sobre la adversidad temprana y la epigenética).
Algunos científicos proponen que el trauma puede tener un impacto transgeneracional basado en la epigenética. Se supone que este legado epigenético del trauma se desarrollará a través del impacto epigenético del trauma materno en un niño en el útero o durante la infancia, pero también a través de la herencia de los cambios epigenéticos de los padres por parte del niño. Sin embargo, la evidencia de transmisión de cambios epigenéticos relacionados con el trauma de padres a su descendencia sigue siendo muy limitada, y se requiere más investigación para establecer si ocurre y cómo ocurre.
El reloj epigenético es lo que los investigadores llaman una medición de los cambios epigenéticos que se corresponden con el envejecimiento. El "reloj", que refleja el nivel de metilación del ADN en las células de un individuo, no solo está asociado con la edad numérica; la investigación también indica que esta medición es predictiva de la esperanza de vida. Por lo tanto, estos cambios epigenéticos se consideran un marcador de la edad biológica, o la medida en que los procesos biológicos relacionados con la edad han progresado en el cuerpo de una persona (en lugar del número de años que uno ha vivido). Los científicos también han identificado otros signos epigenéticos del envejecimiento, incluido el acortamiento de los telómeros, los segmentos de ADN en los extremos de los cromosomas.
