Influencia epigenética temprana

Los científicos todavía están investigando las contribuciones de los factores genéticos y ambientales a las marcas epigenéticas en el genoma. Las diferencias en los patrones de metilación del ADN se han relacionado con diversas enfermedades en gemelos genéticamente idénticos, por ejemplo, lo que sugiere un impacto ambiental. Y un nuevo estudio, publicado esta semana (15 de julio) en Genome Research, extiende la influencia del medio ambiente al útero al demostrar que las diferencias entre gemelos idénticos en la metilación son detectables al nacer. Sorprendentemente, los patrones de metilación entre algunos gemelos difieren más que entre individuos no emparentados, lo que también sugiere un papel del azar en el desarrollo del epigenoma.

Ya sabemos que los gemelos se comportan de manera diferente y se ven diferentes, y probablemente se deba a la epigenética, dijo Jeffrey Craig, quien dirigió el estudio con Richard Saffery, ambos en la Universidad de Melbourne.

Debido a sus genomas idénticos, los monocigóticos gemelos permiten a los científicos identificar diferencias epigenéticas que pueden servir como…

Para observar más de cerca las diferencias epigenéticas entre gemelos, Craig y Saffery tomaron muestras de tejido cuando los niños estaban nacido y durante varios meses después del nacimiento, siguiendo los cambios epigenéticos a lo largo del tiempo. Compararon conjuntos de gemelos idénticos y gemelos fraternos, una configuración experimental clásica utilizada para separar los efectos ambientales de los genéticos. Luego utilizaron una matriz de chips para examinar la metilación del ADN en más de 27 000 sitios en el genoma humano en cada uno de los tres tejidos: placenta, células endoteliales vasculares del cordón umbilical y células mononucleares de la sangre del cordón umbilical. Los investigadores también compararon los patrones de metilación de los recién nacidos con los de los bebés no emparentados.

Aunque los patrones de metilación del ADN tendían a ser más similares en los gemelos idénticos, nos sorprendió mucho la variedad de diferencias. , dijo Craig, La distribución de los gemelos monocigóticos se superpuso a los recién nacidos no emparentados, y algunos gemelos eran más diferentes que los pares no emparentados.

Los científicos también encontraron que los gemelos idénticos que compartían una placenta posiblemente venían como lo más cerca posible de compartir entornos similares tenían patrones epigenéticos que diferían más que los gemelos idénticos que no compartían una placenta, pero compartían un útero. Este hallazgo destaca que compartir el mismo entorno intrauterino no contribuye a tener patrones de metilación del ADN más similares, escribió en un correo electrónico Esteban Ballestar, que estudia la epigenética de la enfermedad en la Universidad de Barcelona. Sus resultados sugerirían más bien que los eventos estocásticos podrían ser más relevantes para establecer diferencias entre los patrones de metilación del ADN en los individuos, agregó Ballestar, quien no participó en el trabajo.

Por lo tanto, Parece que los cambios aleatorios y los factores ambientales juntos influyen en los patrones epigenéticos más que la genética compartida de gemelos. De hecho, cuando Craig y sus colegas examinaron estadísticamente cuánto contribuyeron la genética, los factores ambientales y el azar al azar a los patrones de metilación epigenética, encontraron que las ligeras diferencias en los entornos intrauterinos compartidos, como el tamaño de la placenta o el lugar donde se une el cordón umbilical, y los cambios aleatorios explicaban más de la variación en los patrones epigenéticos que la secuencia de ADN subyacente. Sin embargo, a medida que los niños envejecían, sus patrones de metilación no continuaron divergiendo, lo que sugiere que las señales ambientales pueden tener menos influencia en la epigenética más adelante en la vida, un hallazgo que contradice algunos estudios anteriores.

Sabiendo que el bajo peso al nacer se ha relacionado con una mala salud posterior, los científicos observaron más de cerca los genes que mostraban diferentes patrones de metilación. Descubrieron que los genes discordantemente metilados en grupos de gemelos con diferentes pesos al nacer eran a menudo genes que codificaban proteínas involucradas en el metabolismo y el crecimiento, lo que sugiere a Craig que estas vías pueden ser desviadas temprano por patrones nocivos de metilación incluso antes del nacimiento.

Todavía es un experimento muy piloto, señaló Arturas Petronis de la Universidad de Toronto, quien señaló que los 27.000 sitios que examinaron los investigadores representan solo alrededor del 0,1 por ciento de los posibles sitios de metilación en el genoma. Estudios más completos determinarán qué tan bien se aplican estos hallazgos a todo el genoma, dijo Petronis, quien no participó en el estudio.

Mientras tanto, Craig y sus colegas esperan para descubrir qué diferencias ambientales sutiles dentro del útero pueden provocar diferencias epigenéticas tan grandes en los gemelos. La ubicación del cordón umbilical, que puede regular la cantidad de nutrientes que pasan de la madre a sus bebés, e incluso la ruta que toman, podría desempeñar un papel, planteó la hipótesis de Craig. Más importante aún, agregó, si los científicos pueden identificar marcadores epigenéticos tempranos de la enfermedad, es posible que se puedan usar de manera proactiva medicamentos epigenéticos, como los que ya se encuentran en ensayos de cáncer, para empujar sus patrones de metilación de vuelta a un camino saludable.

L. Gordon, et al., El perfil de metilación del ADN neonatal en gemelos humanos se especifica mediante una interacción compleja entre factores genéticos y ambientales intrauterinos, sujeto a la influencia específica del tejido, Genome Research, doi: 10.1101/gr.136598.111, 2012.

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