Los patrones de metilación normalmente regulan cómo se expresan los genes; pero también se pueden utilizar para determinar la edad de una persona; mediante el uso de métodos estadisticos, la precisión se eleva a valores sorprendentemente altos. Crédito: Fotolia /Illarionova
La
epigenética (del griego epi: en o sobre y genética) en un amplio sentido hace referencia al
estudio de todos aquellos factores no genéticos que intervienen en la
determinación de la ontogenia o desarrollo de un organismo. Es por lo tanto, el conjunto de procesos químicos que
modifican la actividad del ADN sin alterar su secuencia.
Este
término fue acuñado en 1953 por Conrad Hal Waddington para referirse al estudio
de las interacciones entre genes y ambiente que se producen en el organismo.
En
cuanto a las firmas epigenéticos, son marcadores en el ADN que controlan los
transitorios cambios en la expresión génica, dentro de las células de piel
reprogramadas.
El
Biomatemático Steve Horvath del Departamento de Genética Humana y Bioestadística de la
Universidad de California, Los Ángeles (UCLA), ha descubierto
una sorprendente forma de medir el envejecimiento de los seres humanos, a
través de las firmas epigenéticos. Él encontró un reloj increíblemente preciso en el cuerpo humano
que permite que en casi todas las células se pueda ver la edad que tenemos.
Horvath,
junto a su hermano gemelo Mark y su amigo Jörg Zimmermann desde 1989
concretaron un pacto para dedicarse como científicos, a encontrar una respuesta
a la pregunta: ¿Cómo se puede extender la vida de la gente?
Ellos
querían abordar el tema con la ayuda de modelos matemáticos y de las redes de
genes, en el cual Jörg especializado en ciencias de la computación e
inteligencia artificial, Mark en genética y bioquímica y Steve en biomatemática
buscarían una respuesta.
En
la actualidad Horvath, que durante años tuvo que luchar por su proyecto en forma
personal, aceptando rechazos de los revisores de las Revistas Científicas,
ahora ya tiene datos recogidos y analizados de más de 13.000 muestras de tejido
humano, encontró un reloj biológico que no sólo es fácil de leer sino que
también es asombrosamente preciso. El tiempo corre, y en todas las partes del
cuerpo humano es igual, existiendo muy pocas excepciones a esta regla, incluso
considerando que estas excepciones podrían ser útiles porque tal vez pueda
ocultarse detrás de una prueba crucial, el curso del envejecimiento y las
enfermedades relacionadas.
El
reloj de Horvath está basado en los mecanismos de la epigenética, que son los cambios estructurales en el genoma que
no afectan la secuencia de los bloques de construcción del ADN, sino que
también determinan como se expresan los genes y los químicos. Estos marcadores
se trasmiten cuando las células se dividen. En el envejecimiento de las
células, el patrón de marcadores cambia con tanta regularidad, que algunos de
ellos actúan como un temporizador.
Horvath
tiene cientos de puestos de ADN ampliamente dispersos, que apuntan y determinan
la frecuencia con que están metilados, así que usó un grupo químico metilado; acto seguido, envió los datos del desarrollo a través de algoritmos
informáticos que le proporcionó una sorprendente y precisa estimación de la edad
de la persona que había proporcionado las células.
Por
ejemplo, los glóbulos blancos rara vez tienen más de unos pocos días o semanas;
pero también llevan la firma de los 50 años de edad que el donante tendrá
dentro de unos pocos años más. Lo mismo se aplica al ADN del frontis de la
cavidad oral o del tejido del cerebro, intestino y muchos otros órganos. En
esto, el método de las otras pruebas Horvath en las cuales se analizaron los
biomarcadores de la edad de una persona, es diferente: Se producen sólo en
algunos tejidos; el estándar ideal considera previamente la determinación de la
edad mediante la racemización (*)
del ácido aspártico, un método para la datación de las proteínas que se
almacenan para la vida de los dientes y los huesos.
Horvath
comenta: “Quería desarrollar un método
que funcionara en muchos o en la mayoría de los tejidos; este fue, sin duda, un
proyecto de alto riesgo”. Todo parece indicar que ha dado sus frutos,
cuando el año pasado fue publicada la desviación estándar: Fue de 3,6 años; es
decir, el método podría ser determinado
en medio del examen de los tejidos de edad de mucho de sus donantes, durante 43
meses. La precisión ha sido mejorada
mediante muestras de saliva a 2,7 años y en ciertas células blancas de la sangre
a 1,9 años; y para los tejidos de la corteza cerebral a 1,5 años. De esta
manera se puede demostrar claramente, por ejemplo, con el método de que las células
madres del embrión son muy jóvenes y que el tejido cerebral de los 100 años es
realmente de unos 100 años de antigüedad.
Elizabeth
Blackburn, Premio Nobel de Medicina 2009 (**),
de la Universidad
de California en San Francisco, dice: “Esta
estrecha relación sugiere que en la célula
algo sucede y es inmutable”. En su
opinión, es algo completamente nuevo y totalmente desconocido en la biología.
También
para la medicina es importante cuando los datos epigenéticas de un donante no
se ajustan a su acta de nacimiento.
Después
de publicado el artículo de Horvath, los resultados fueron reproducidos por
otros científicos e incluso fueron ampliados. Desde ése momento, sus colegas investigadores
discuten no solo las aplicaciones, sino también la base biológica que hay detrás
de él.
Peter
Visscher, Jefe del Departamento de Genética Cuantitativa de la Universidad de
Queensland, Australia, comenta: “Esto es
algo completamente nuevo; si él tiene razón en su Reloj Epigenético, sería no
solo muy interesante, sino que también muy importante”.
El Método de Horvath tiene muchas potenciales aplicaciones. Los criminólogos pueden utilizarlo
para determinar la edad a las víctimas o delincuentes, mediante el examen que
permanece detrás de la escena. Trey
Ideker, jefe del Departamento de Genética Médica de la Universidad de
California en San Diego, habla de su colaboración con un laboratorio de
ciencias forenses. Quería poner a
prueba su propio reloj epigenético, que ha desarrollado con sus socios,
especialmente para los análisis de sangre - con modelos matemáticos muy
similares al de Horvath. Aunque su método es específico para células de sangre y
no es tan preciso, porque se basa en sólo 71 sitios en lugar de 353 sitios CpG.
La parte más interesante del reloj epigenético es porque revela
discrepancias entre la epigenética y la edad cronológica determinando los signos de un envejecimiento
prematuro, ya sea en una determinada parte del cuerpo o en general. Horvath esta
consciente de ello: si la edad epigenética puede predecir la aparición de la
enfermedad y la vejez mejor que con el calendario que lo puede averiguar con mucho
más trabajo, "Con el reloj epigenético hemos
encontrado un nuevo punto de partida, y la esperanza de averiguar lo que
impulsa el envejecimiento." En
este sentido, va más allá, una manera de retrasar lo inevitable.
El trabajo completo titulado “Biomarkers and Ageing: The
Clock-Watcher” se encuentra en la Revista Nature
Fuente: Spektrum de. / Nature / Wikipedia / Academic.com /
(*)Racemización es la transformación de la mitad de las moléculas de
un compuesto ópticamente activo en moléculas que poseen la configuración
opuesta con pérdida del poder rotatorio al igualarse el número de moléculas levógiras y
dextrógiras; mutarotación.
(**)
Elizabeth Helen Blackburn, es una
bioquímica australiana, descubridora de la telomerasa,, una enzima que forma los telómeros (extremo de los cromosomas que se acortan con la edad) durante
la duplicación del ADN.
