Es un dogma plenamente aceptado que es la molécula del DNA, la que guarda toda la información necesaria para el desarrollo del programa biológico vital, como también la que trasmite la misma información a las nuevas generaciones. Para que ello suceda es necesario que esta se transfiera a otra molécula intermediaria (RNA), que lleva el mensaje (RNA mensajero) hasta el lugar donde este debe descifrarse (ribosoma) y concretarse en una determinada secuencia de amino ácidos, que constituyen una proteína. Ellas son las que en definitiva ejecutan el programa genético guardado en el DNA.

Sin embargo, esto que constituye la base de la genética, no explica como en ocasiones, factores externos, provenientes del medio ambiente, interfieren en el programa genético, induciendo cambios durante el desarrollo del individuo. Mas sorprendente es que muchas veces estos cambios se traspasen a la nueva generación. Durante los últimos años se han ido conociendo los mecanismos por los cuales el medio ambiente, sin modificar la estructura de los genes, interviene en la regulación de su expresión. Esta nueva modalidad de intervención en el programa genético de un mecanismo aún no bien conocido, se le ha denominado “epigenética”. En este sentido se puede considerar a la epigenética como la adecuación de la expresión genética a los cambios ambientales, sin que necesariamente estos lleguen a modificarlos estructuralmente en su DNA.

La genética clásica describe como el DNA va sufriendo cambios estructurales (mutaciones), que sumados a lo largo del tiempo van condicionando la evolución de las diferentes especies. En cambio por epigenética se inducen cambios que se expresan durante la vida del individuo, sin afectar la estructura del DNA (En los tres primeros años de vida se define el futuro).

Así por ejemplo, ratas sometidas a una restricción calórica durante los primeros siete días de vida, se adaptan a ello disminuyendo el ritmo de crecimiento, pero en forma permanente, aun cuando posteriormente se normalice el aporte calórico (fig. 1). Del mismo modo, la desnutrición mantenida por generaciones (cinco generaciones), produce un retardo sumatorio del crecimiento que demora más de dos generaciones en recuperarse (fig. 2). En el primer caso la adaptación a la situación de estrés metabólico persiste en el tiempo. En el segundo, el cambio producido por el estrés metabólico se trasmite a la siguiente generación. Situaciones similares de alteraciones del crecimiento se han observado en niños que han sufrido desnutrición durante los primeros períodos de la vida, como consecuencia de precarias condiciones de vida de sus familias (La epigenética en la nutrición).

El medio ambiente adverso daña al niño durante los primeros días de vida. En condiciones de pobreza, ello no sólo ocurre por carencias nutritivas (desnutrición hipocalórica), sino también por distorsiones emocionales y carencias afectivas y cognitivas, que impactan en el sistema nerviosos central dejando huellas que persisten a lo largo de la vida. Ellas se manifiestan por deficiencias en la capacidad mental, que más tarde dificultan el aprendizaje, y por respuestas conductuales anómalas en edades posteriores (Medio ambiente y desarrollo cerebral). Todas estas situaciones de estrés en el período crítico del desarrollo, también se expresan en disfunciones inmunológicas que incrementan la susceptibilidad de infecciones (Inmunidad y factores emocionales), como también en el posterior desarrollo de enfermedades degenerativas cardio-vasculares en la etapa adulta de la vida (Miller y cols.: “Socioecomic status early in life does appear to alter gene expresión”. Proceedings of National Academy of Sciences (PNAS) 25 Agosto 2009).


El afecto materno

El enorme incremento de las publicaciones que relacionan la adversidad del medio ambiente (estrés) durante el período de desarrollo del tejido cerebral, han despertado un creciente interés en el tema. Sin embargo la dificultad de acceso al tejido cerebral y las limitaciones morales involucradas en programas de investigación prospectiva que incluyan seres humanos, han dificultado los avances. En un esfuerzo por sortear la dificultad, diversos autores han intentado investigar en modelos animales, tratando de extrapolar sus hallazgos a humanos, con todas las limitaciones que ello involucra.

Es así como en el 2004, Michael Meaney y Moshe Szyf, han estado experimentando en ratas, observando que el comportamiento de madres desaprensivas puede afectar el desarrollo posterior de sus crías, lo que atribuyen a mecanismos epigenéticos que intervendrían en la regulación de la expresión de los genes, actuando a nivel del cerebro. Mecanismos moleculares, inducirían los cambios en las crías, modificando la actividad de sus genes sin alterar la secuencia de sus bases (Science, 10 de agosto 2001, p.1064). De este modo los autores sugieren que la epigenética podría explicar como experiencias tempranas podrían dejar marcas indelebles en el cerebro, que más tarde influirían en su comportamiento de las personas e incluso en su salud física. Comentan que si lo observado en las ratas se extrapolaran a los humanos, podrían explicarse muchas de las alteraciones anómalas observadas en niños que han sido abusados en edades tempranas, o los problemas surgidos en personas que han nacido en ambientes socioeconómicos muy deprimidos (Fig. 3).

Mas tarde, los mismos autores publicaron un trabajo en la revista Nature Neuroscience, en que reafirman la importancia del comportamiento de las madres durante las primeras etapas de la vida y la repercusión sobre la estructura cerebral de las ratas hijas. En el diseño experimental, separaron dos grupos de madres que demostraban un comportamiento diferente. Algunas ratas eran cuidadosas y acariciaban a sus crías y se esmeraban en facilitar su amamantamiento, mientras que otras no les prestaban mayor atención y se despreocupaban de ellas. Posteriormente los autores describieron los efectos del comportamiento materno en las crías, observando que las hijas de madres desaprensivas, mas tarde, en la etapa adulta respondían en forma más sensitivas a situaciones de estrés, en relación al grupo control de hijas de madres preocupadas y cuidadosas. Así por ejemplo, cuando las encerraban en un tubo de plexiglás que restringía sus movimientos, mostraban mayores niveles de corticosterona, la hormona suprarrenal cuya producción se incrementa en situaciones de estrés. A su vez, en sus cerebros encontraron menor número de receptores para glucocorticoides. Según los autores, la disminución de estos receptores en el tejido cerebral, eran parte de una retroalimentación negativa que disminuía el volumen de la comunicación entre el cerebro y las glándulas suprarrenales, en esfuerzo por reducir el nivel de reactividad al estrés.

Los autores ligaban esta disminución de receptores cerebrales para glucocorticoides, al proceso de metilación del DNA. Las hijas de ratas menos preocupadas tenían tendencia a incrementar los grupos metilos unidos a la región de promotores, la posición “on” del interruptor del gene de receptores de glucocorticoides. Es decir, mecanismos epigenéticos estarían regulando la expresión de ese gene. (El código de las proteínas histonas actúa regulando la expresión de los genes). Ubicados allí, estos grupos metilos bloquean el acceso para que el factor de transcripción active la producción del gene. Como resultado, se producen menos receptores. Experimentos subsecuentes muestran que al administrarse las enzimas que extraen los grupos metilos del DNA, pueden también revertir los efectos provocados por las madres descariñadas. (Fig. 4 y 5)

Otras investigaciones de los mismos autores señalan que a su vez las hijas de madres descariñadas, al ser ellas madres, se comportan del mismo modo. También ellas presentan mayor metilación, junto con una reducción del gene que codifica para un receptor de estrógenos en el hipotálamo, una región del cerebro que tiene que ver con la reproducción. Estos receptores amplifican la producción de oxitocina, una hormona que promueve la interacción madre-hija (Oxitocina la hormona del afecto).


La adversidad cuesta cara

En roedores, el hecho que la relación madre hijo sea apropiada, predispone a que el roedor descendiente, al llegar a su etapa adulta, tengan también un comportamiento calmado, el que a su vez trasmite igual ambiente familiar. Por el contrario, un medio ambiente adverso, lleva al efecto opuesto. Hay evidencias que esto también obedece a mecanismos epigenéticos. Tania Roth y David Sweatt de la Universidad de Alabama, Birmingham, demuestran que a las madres a las que se les niega el acceso a materiales necesarios para que construyan un nido apropiado, se ponen ansiosas y se preocupan menos de alimentar a sus hijos. Las ratas que nacen de estas madres estresadas muestran un incremento en la metilación del gene que codifica BDNF, un factor de crecimiento neuronal de la corteza prefrontal (Biological Psychatry, Mayo 1 del 2009). Además, observan que la característica de la metilación que tiende a reducir la cantidad de BDNF, se trasmite a la siguiente generación.

No se sabe exactamente que significa para la rata una baja BDNF. Con todo, los niveles de esta hormona de crecimiento se encuentran reducidos en los modelos de lauchas con depresión y ansiedad. Y por lo menos en ciertas regiones del cerebro, los niveles se restablecen con la administración de drogas antidepresivas. Erick Nestler, del Medical Center en Nueva York, ha publicado en Nature Neuroscience, que el gene Bdnf, disminuye en el hipocampo de ratas que se exponen a un estrés social y afirma que ello se produce por modificaciones epigenéticas que comprometen a las proteínas histonas, grupo de proteínas que mantienen el DNA enrollado (Mas allá del código genético, el código de las histonas). El estrés crónico desencadena un incremento de un tipo de metilación de histonas que suprime la actividad del gene, mutilando el DNA que contiene el gene de Bdnf apretadamente unido. Por otra parte, las drogas antidepresivas, potencian la metilación de la histona, lo que ayuda a desenrollar el DNA e incrementa la actividad de Bdnf. “Estos hallazgos demuestran que modificaciones epigenéticas pueden constituir una ligazón importante entre experiencias de vida adversas y el riesgo de enfermedades siquiátricas, como la depresión y la ansiedad”, dice Nestler.


Similitudes en humanos

Si se extrapolan a humanos los resultados de las experiencia realizadas en ratas, las implicaciones pueden ser muy amplias. Son numerosas las investigaciones que demuestran que factores adversos del medio ambiente, actuando a edades tempranas llegan a provocar daños irreversibles en el niño. Están muy bien documentados los efectos adversos del medio ambiente durante las primeras etapas de la vida. Sí por ejemplo, el abuso infantil, incrementan los riesgos de depresión, ansiedad y suicidio. El crecer en un ambiente de pobreza también tiene sus costos, ya que se afecta el normal crecimiento, como también la salud física, y la capacidad intelectual. (Enfermedades del adulto tienen sus raíces en el pasado, gestándose durante el inicio de la vida). Parecería muy probable, que al igual que en el animal de experimentación, el mecanismo fuese también regulados epigenéticamente.

La principal razón para confirmar esta similitud, está en el obstáculo que existe para estudiar en el tejido del cerebro humano. En un estudio realizado por Szyf y colaboradores, en 24 cerebros de individuos suicidados, la mitad de los cuales había sido abusado cuando niño, mostraban más grupos metílicos en los genes que codifican el gene de los receptores de glucocorticoides. (Nature Neuroscience, Marzo 2009). En cerebros de niños fallecidos por desnutrición grave se observan importantes alteraciones neuronales y bioquímicas, que también pueden explicarse por mecanismos epigenéticos (Plasticidad y rigidez del cerebro). Pareciera que efectivamente la epigenética está contribuyendo a comprender como las precariedades sociales llegan a afectar la biología y agravar la vulnerabilidad de los que viven en esas condiciones.




* Para saber mas: Greb Miller: “The seductive Allure of behavioral Epienetics . Science vol. 329, Julio 2 del 2010. pag. 24