por el Grupo de Investigación GreenMedInfo

13 Octubre 2018 
del Sitio Web GreenMedInfo

traducción de Adela Kaufmann
Versión original en ingles

El pasado de nuestros antepasados vive a través de nosotros:

Una investigación innovadora ilustra cómo la experiencia de los padres no solo se imprime epigenéticamente en la descendencia, sino en un número sin precedentes de generaciones futuras.

En lugar de ocurrir en la prolongada escala de tiempo de millones de años, el cambio genético puede ocurrir en tiempo biológico real a través de nanopartículas conocidas como exosomas.

Hasta hace poco, se creía que nuestros genes dictaban nuestro "destino"...

Que estamos programados para las enfermedades que finalmente nos acosarán en función del código indescifrable, pre-cableado, escrito en piedra en nuestro material genético.

Sin embargo, el creciente campo de la epigenética está volcando estos principios, y marcando el comienzo de una escuela de pensamiento donde la nutrición, no la naturaleza, es la influencia predominante cuando se trata de la expresión genética y de nuestra libertad o aflicción por enfermedades crónicas.
 

Epigenética - La desaparición del determinismo biológico

Epigenética o,

el estudio de los mecanismos fisiológicos que silencian o activan los genes, abarca procesos que alteran la función de los genes sin cambiar la secuencia de los pares de bases de nucleótidos en nuestro ADN.

Traducido literalmente para significar,

"además de los cambios en la secuencia genética",

...la epigenética incluye procesos tales como,

• metilación

• acetilación

• fosforilación

• sumolyation

• ubicuidad

... que puede ser transmitidlo a las células hijas tras la división celular. ⁽¹⁾

La metilación, por ejemplo, es la unión de etiquetas de grupos de simples metiloss a las moléculas de ADN, que pueden reprimir la transcripción de un gen cuando se produce en la región de un promotor genético.

Este simple grupo de metilos, o un carbono unido a tres moléculas de hidrógeno, efectivamente desactiva el gen. 

Las modificaciones postraduccionales de las proteínas histonas son otro proceso epigenético. Las histonas ayudan a empaquetar y condensar la doble hélice del ADN en el núcleo celular en un complejo llamado cromatina, que se puede modificar por enzimas, grupos acetilo y formas de ARN llamadas pequeños ARN y microARN de interferencia. ⁽¹⁾

Estas modificaciones químicas de la cromatina influyen en su estructura tridimensional, que a su vez gobierna su accesibilidad para la transcripción del ADN y determina si los genes se expresan o no.

Heredamos un alelo, o variante, de cada gen de nuestra madre y el otro de nuestro padre.

Si el resultado de los procesos epigenéticos es la impronta, un fenómeno en el que uno de los dos alelos de un par de genes está desactivado, esto puede generar un resultado perjudicial para la salud si el alelo expresado es defectuoso o aumenta nuestra susceptibilidad a infecciones o tóxicos. ⁽¹⁾

Los estudios enlazan,

• cánceres de casi todos los tipos

• Disfunción neuroconductual y cognitiva.

• enfermedades respiratorias

• trastornos autoinmunes

• anomalías reproductivas

• enfermedad cardiovascular,

...a los mecanismos epigenéticos. ⁽¹⁾

Por ejemplo, el fármaco antiarrítmico cardíaco procainamida y el agente antihipertensivo hidralazina pueden causar lupus en algunas personas al causar patrones aberrantes de metilación del ADN y alterar las vías de señalización. ⁽¹⁾
 

Los genes cargan la pistola, el medio ambiente la detona
 

Los productos farmacéuticos, sin embargo, no son los únicos agentes que pueden inducir perturbaciones epigenéticas.

Ya sea que haya nacido por parto vaginal o por cesárea, amamantado o alimentado con biberón, criado con una mascota en la casa o infectado con ciertas enfermedades infantiles, todo esto influye en su expresión epigenética.

Si usted,

es sedentario, reza, fuma, medita, hace yoga, tiene una extensa red de apoyo social o están alejados de su comunidad,

...todas sus elecciones de estilo de vida juegan con su riesgo de que la enfermedad opere a través de mecanismos de epigenética. 

De hecho, los Centros para el Control de Enfermedades (CDC) afirman que la genética representa solo el 10% de las enfermedades, mientras que el 90% restante se debe a variables ambientales. ⁽²⁾

Un artículo publicado en la Public Library of Science One (PLoS One) titulado Los factores genéticos no son las causas principales de las enfermedades crónicas" se hace eco de estas afirmaciones, citando que la enfermedad crónica es solo de 16.4% genética y 84.6% ambiental. ⁽³⁾

Estos conceptos tienen sentido a la luz de la investigación sobre la exposición, la medida acumulativa de todos los insultos ambientales en que incurre un individuo durante su ciclo de vida que determina la susceptibilidad a las enfermedades. ⁽⁴⁾

Al delinear la totalidad de las exposiciones a las que un individuo está sujeto a lo largo de su vida, la exposición puede subdividirse en tres dominios superpuestos e interrelacionados.

Un segmento de la exposición llamado ambiente interno está compuesto por procesos innatos al cuerpo que inciden en el medio celular. Esto abarca hormonas y otros mensajeros celulares, estrés oxidativo, inflamación, peroxidación lipídica, morfología corporal, microbiota intestinal, envejecimiento y estrés bioquímico. ⁽⁵⁾

Otra parte de la exposición, el entorno externo específico, consiste en exposiciones que incluyen patógenos, radiación, contaminantes químicos y contaminantes e intervenciones médicas, así como elementos dietéticos, de estilo de vida y ocupacionales. ⁽⁵⁾

A un nivel sociocultural y ecológico aún más amplio está el segmento de la exposición denominado entorno externo general, que puede circunscribir factores como el estrés psicológico, el estatus socioeconómico, las variables geopolíticas, el logro educativo, la residencia urbana o rural y el clima. ⁽⁵⁾ 

Herencia transgeneracional del cambio epigenético - Los disruptores endocrinos desencadenan la infertilidad en las generaciones futuras

Los científicos especularon anteriormente que los cambios epigenéticos desaparecen con cada nueva generación durante la gametogénesis, la formación de espermatozoides y óvulos, y después de la fertilización.

Sin embargo, esta teoría fue cuestionada por primera vez por una investigación publicada en la revista Science, que demostró que la exposición transitoria de ratas preñadas al insecticida metoxicloro, un compuesto estrogénico, o el fungicida vinclozolina, un compuesto antiandrogénico, dio como resultado un aumento en la incidencia de infertilidad masculina y disminución del esperma. Producción y viabilidad en el 90% de los machos de cuatro generaciones posteriores que fueron rastreados. ⁽¹⁾

Más notablemente, estos efectos reproductivos fueron asociados con desajustes en los patrones de metilación del ADN en la línea germinal, lo que sugiere que los cambios epigenéticos se transmiten a las generaciones futuras.

Los autores concluyeron,

"La capacidad de un factor ambiental (por ejemplo, un disruptor endocrino) para reprogramar la línea germinal y promover un estado de enfermedad transgeneracional tiene implicaciones significativas para la biología evolutiva y la etiología de la enfermedad".

^{(6) - p. 1466}

Esto puede sugerir que los productos para el cuidado personal con fragancias endocrinas y los productos de limpieza comerciales a los que todos estamos expuestos pueden desencadenar problemas de fertilidad en múltiples generaciones futuras.
 

Herencia transgeneracional de los episodios traumáticos: la experiencia de los padres, las formas, los rasgos de la descendencia

Además, las experiencias traumáticas pueden transmitirse a las generaciones futuras a través de la epigenética como una forma de informar a la progenie sobre la información relevante necesaria para su supervivencia. ⁽⁷⁾

En un estudio, los investigadores introdujeron la acetofenona, una sustancia química similar a la cereza, en las cámaras de los ratones mientras administraban descargas eléctricas, lo que condicionaba a los ratones a temer el olor. ⁽⁷⁾

Esta reacción se transmitió a dos generaciones sucesivas, que se estremecieron significativamente más en presencia de acetofenona a pesar de no haberse encontrado con ella, en comparación con los descendientes de ratones que no habían recibido este acondicionamiento. ⁽⁷⁾

El estudio sugiere que ciertas características del entorno sensorial parental experimentado antes de la concepción pueden remodelar el sistema nervioso sensorial y la neuroanatomía en las generaciones posteriores concebidas. ⁽⁷⁾

Se observaron alteraciones en las estructuras cerebrales que procesan los estímulos olfativos, así como una representación mejorada del receptor que percibe el olor en comparación con los ratones de control y su progenie. ⁽⁷⁾

Estos cambios fueron transmitidos por mecanismos epigenéticos, como lo demuestra la evidencia de que los genes sensibles a la acetofenona en ratones temerosos, estaban hipometilados, lo que puede haber aumentado la expresión de los genes del receptor de olor durante el desarrollo, llevándolos a la sensibilidad a la acetofenona. ⁽⁷⁾
 

La experiencia humana de hambrunas y la tragedia abarca generaciones

El estudio con ratones, que ilustra cómo las células germinales (óvulos y espermatozoides) exhiben una plasticidad dinámica y adaptabilidad en respuesta a las señales ambientales, se refleja en estudios en humanos.

Por ejemplo, las exposiciones a ciertos factores estresantes, como la inanición durante el período gestacional, se asocian con malos resultados de salud para los hijos.

Se ha demostrado que las mujeres que sufren hambre antes de la concepción de su descendencia dan a luz a niños con una salud mental y una calidad de vida más bajos auto-reportada, por ejemplo. ⁽⁸⁾

Estudios similares destacan que,

"La exposición a la hambruna materna en el momento de la concepción se ha relacionado con la prevalencia de trastornos afectivos mayores, trastornos de personalidad antisocial, esquizofrenia, disminución del volumen intracraneal y anomalías congénitas del sistema nervioso central". ⁽⁸⁾

La exposición gestacional a la hambruna holandesa de mediados del siglo XX también se asocia con una menor percepción de salud ⁽⁹⁾, así como con una mayor incidencia de enfermedades cardiovasculares, hipertensión y obesidad en los hijos. ⁽⁸⁾

La desnutrición materna durante el embarazo conduce a la adiposidad neonatal, que es un predictor de la obesidad futura ⁽¹⁰⁾ en los nietos. ⁽¹¹⁾

El impacto de la epigenética también se ejemplifica mediante la investigación sobre los efectos intergeneracionales del trauma, que ilumina que los descendientes de personas que sobrevivieron al Holocausto exhiben perfiles hormonales de estrés anormales y, en particular, una baja producción de cortisol. ⁽¹²⁾

Debido a su respuesta alterada de cortisol y la reactividad al estrés alterada, los niños de los sobrevivientes del Holocausto a menudo corren un mayor riesgo de padecer trastorno de estrés postraumático (TDEP), ansiedad y depresión. ⁽¹³⁾

La exposición intrauterina al estrés materno en forma de violencia de pareja durante el embarazo también puede provocar cambios en el estado de metilación del receptor de glucocorticoides (GR) de sus hijos adolescentes. ⁽¹⁴⁾

Estos estudios sugieren que la experiencia individual de un trauma puede predisponer a sus descendientes a,

• enfermedad mental

• problemas de comportamiento

• anomalías psicológicas,

...debido a,

"programación epigenética transgeneracional de genes que operan en el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal",

...un complejo conjunto de interacciones entre las glándulas endocrinas que determinan la respuesta al estrés y la resistencia. ⁽¹⁴⁾ 

Las células corporales transmiten información genética directamente a las células espermáticas

No solo eso, sino que los estudios revelan que la información genética puede transferirse a través de la línea germinal de una especie en tiempo real.

Estos hallazgos que cambian de paradigma anulan la lógica convencional que postula que el cambio genético ocurre en la escala de tiempo prolongada de cientos de miles o incluso millones de años.

En un estudio relativamente reciente, se encontró que los exosomas eran el medio a través del cual la información se transfería de las células somáticas a los gametos.

Este experimento implicó un xenotrasplante, un proceso en el que las células vivas de una especie se injertan en un receptor de otra especie. Específicamente, las células tumorales de melanoma humano diseñadas genéticamente para expresar genes para una enzima trazadora fluorescente llamada plásmido que codifica EGFP se trasplantaron a ratones.

Los experimentadores encontraron que las moléculas que contienen información que contienen el trazador EGFP se liberaron en la sangre de los animales. ⁽¹⁵⁾

Las Exosomas o,

"vesículas membranosas especializadas de tamaño nanométrico, derivadas de compartimentos endocíticos que son liberados por muchos tipos de células" fueron encontrados entre las moléculas rastreables EGFP.

^{(16) - p. 447}

Los exosomas, que son sintetizados por todas las células vegetales y animales, contienen distintos repertorios de proteínas y se crean cuando se produce una brotación interna desde la membrana de los cuerpos multivesiculares (MVB), un tipo de orgánulo que sirve como un compartimento de clasificación unido a la membrana dentro de las células eucarióticas. ⁽¹⁶⁾

Los exosomas contienen microARN (miARN) y pequeño ARN, tipos de ARN no codificante involucrados en la regulación de la expresión génica. ⁽¹⁶⁾ 

En este estudio, los exosomas administraron ARN a las células espermáticas maduras (espermatozoides) y permanecieron almacenados allí. ⁽¹⁵⁾

Los investigadores destacan que este tipo de ARN puede comportarse como un,

"determinante transgeneracional de variaciones epigenéticas hereditarias y que el ARN espermatozoico puede transportar y entregar información que causa variaciones fenotípicas en la progenie". ⁽¹⁵⁾

En otras palabras, el ARN llevado a los espermatozoides por exosomas puede presidir la expresión génica de una manera que cambia los rasgos observables y el riesgo de enfermedad de la descendencia, así como su morfología, desarrollo y fisiología. 

Este estudio fue el primero en dilucidar la transferencia de información mediada por ARN de las células somáticas a las germinales, que fundamentalmente anula lo que se conoce como la barrera de Weisman, un principio que establece que el movimiento de información hereditaria de los genes a las células del cuerpo es unidireccional, y que la información transmitida por el huevo y el esperma a las generaciones futuras sigue siendo independiente de las células somáticas y la experiencia de los padres. ⁽¹⁵⁾

Además, esto puede tener implicaciones para el riesgo de cáncer, ya que los exosomas contienen vastas cantidades de información genética que pueden ser fuente de transferencia lateral de genes. ⁽¹⁷⁾ y se liberan abundantemente de las células tumorales. ⁽¹⁸⁾

Esto puede conciliarse con el hecho de que se han observado vesículas parecidas a exosomas en varios mamíferos ⁽¹⁹⁾, incluidos los humanos, muy cerca de los espermatozoides en estructuras anatómicas como el epidídimo y en el fluido seminal. ⁽¹⁹⁾

Estos exosomas pueden luego propagarse a las generaciones futuras con fertilización y aumentar el riesgo de cáncer en la descendencia. ⁽²⁰⁾

Los investigadores concluyeron que las células espermáticas pueden actuar como depósitos finales de información derivada de células somáticas, lo que sugiere que los insultos epigenéticos a las células de nuestro cuerpo pueden transmitirse a las generaciones futuras.

Esta noción confirma la teoría evolutiva de la "herencia suave" propuesta por el naturalista francés Jean-Baptiste Lamarck, según la cual las características adquiridas a lo largo de la vida de un organismo se transmiten a la descendencia, un concepto que la genética moderna rechazó antes de que apareciera la epigenética.

De esta manera, los espermatozoides son capaces de asimilar espontáneamente moléculas de ADN y ARN exógenas, comportándose como vector de su genoma nativo y de material genético extraño extracromosómico que es,

"luego entregado a los ovocitos en la fertilización con la generación subsiguiente de animales modificados fenotípicamente". ⁽¹⁵⁾

Los cambios Epigenéticos perduran más de lo que se había predicho

En un estudio reciente, gusanos nematodos fueron manipulados para albergar un transgén para una proteína fluorescente, que hizo que los gusanos brillaran bajo la luz ultravioleta cuando fue activado el gen. ⁽²¹⁾

Cuando los gusanos fueron incubados a una temperatura ambiente de 20° C (68° Fahrenheit), un brillo insignificante fue observado, lo que indica una baja actividad del transgén. ⁽²¹⁾

Sin embargo, la transferencia de los gusanos a un clima más cálido de 25° C (77° F) estimuló la expresión del gen, ya que los gusanos brillaban intensamente. ⁽²²⁾

Además, se encontró que esta alteración inducida por la temperatura en la expresión génica persistía durante al menos 14 generaciones, lo que representa la preservación de los recuerdos epigenéticos del cambio ambiental en un número de generaciones sin precedentes. ⁽²¹⁾

En otras palabras, los gusanos transmitieron recuerdos de las condiciones ambientales pasadas a sus descendientes, a través del vehículo del cambio epigenético, como una forma de preparar a sus descendientes para las condiciones ambientales prevalecientes y asegurar su supervivencia. 

Direcciones futuras: ¿A dónde vamos desde aquí? 

En conjunto, la investigación mencionada desafía las leyes mendelianas tradicionales de la genética, que postulan que la herencia genética se produce exclusivamente a través de la reproducción sexual y que los rasgos se transmiten a los descendientes a través de los cromosomas que se encuentran en las células de la línea germinal y nunca a través de las células somáticas (corporales).

Efectivamente, esto prueba la existencia de una herencia transgeneracional no mendeliana, donde los rasgos separados de los genes cromosómicos se transmiten a la progenie, lo que resulta en fenotipos persistentes que perduran a través de las generaciones. ⁽²²⁾

Esta investigación imparte un nuevo significado al principio de la administración de siete generaciones, enseñada por los nativos americanos, que exige que consideremos el bienestar de las siete generaciones venideras en cada una de nuestras decisiones.

No solo debemos incorporar este enfoque en las prácticas de sostenibilidad ambiental, sino que también deberíamos considerar cómo las condiciones a las que sometemos nuestros cuerpos,

• la contaminación y los tóxicos que impregnan el paisaje y que impregnan nuestros cuerpos

• el suelo desprovisto de nutrientes que engendra alimentos pobres en micronutrientes

• las interrupciones de nuestro ritmo circadiano debido a la ubicuidad de los dispositivos electrónicos

• nuestro divorcio de la naturaleza y la desaparición de nuestras afiliaciones tribales,

... puede traducirse en efectos de mala salud y calidad de vida disminuida para un número previamente inseguro de generaciones posteriores. 

Los peligros de la agricultura moderna, la revolución industrial y la vida contemporánea son los

"conductores conocidos o sospechosos detrás de procesos epigenéticos... incluyendo metales pesados, pesticidas, gases de escape diesel, humo de tabaco, hidrocarburos aromáticos policíclicos, hormonas, radioactividad, virus, bacterias y nutrientes básicos".

^{(1) - p. A160}

De manera casual, sin embargo, muchos insumos como el ejercicio, la atención plena y los componentes bioactivos en frutas y verduras como, por ejemplo,

• sulforafano en vegetales crucíferos

• resveratrol de uvas rojas

• genistein de la soja

• sulfuro de dialilo del ajo

• la curcumina de la cúrcuma

• betaína de remolacha

• catequina del té verde,

... puede modificar favorablemente los fenómenos epigenéticos,

"ya sea inhibiendo directamente las enzimas que catalizan la metilación del ADN o las modificaciones de histonas, o alterando la disponibilidad de sustratos necesarios para esas reacciones enzimáticas".

^{(23), p. 8}

Esto por excelencia subraya que,

• el aire que respiramos

• la comida que comemos

• los pensamientos que permitimos

• las toxinas a las que estamos expuestos

• las experiencias que vivimos,

... puede perseverar en nuestros descendientes y permanecer en nuestra progenie mucho después de que nos hayamos ido.

Debemos ser conscientes de los efectos de nuestras acciones, ya que provocan un efecto dominó a través de las arenas proverbiales del tiempo...

Referencias

1. Weinhold, B. (2006). Epigenética: la ciencia del cambio. Perspectivas de salud ambiental, 114 (3), A160-A167. 

2. Centros para el Control y Prevención de Enfermedades. (2014). Exposomics y Exposomics. Obtenido de https://www.cdc.gov/niosh/topics/exposome/ 3. Rappaport, SM (2016). Los factores genéticos no son las principales causas de enfermedades crónicas. PLoS One, 11 (4), e0154387. 4. Vrijheid, M. (2014). La exposición: un nuevo paradigma para estudiar el impacto del medio ambiente en la salud. Tórax, 69 (9), 876-878. doi: 10.1136 / thoraxjnl-2013-204949. 5. Wild, CP (2012). Lo expuesto: del concepto a la utilidad. Revista Internacional de Epidemiología, 41, 24–32. doi: 10.1093 / ije / dyr236 

6. Anway, M.D. et al. (2005). Acciones transgeneracionales epigenéticas de los disruptores endocrinos y de la fertilidad masculina. Science, 308 (5727), 1466-1469. 

7. Dias, B.G., y Ressler, K.J. (2014). La experiencia olfativa de los padres influye en el comportamiento y la estructura neural en las generaciones posteriores. Nature Neuroscience, 17 (1), 89-98. 

8. Stein, A.D. et al. (2009). Exposición materna a la hambruna holandesa antes de la concepción y durante el embarazo: calidad de vida y síntomas depresivos en los hijos adultos. Epidemiología, 20 (6), doi: 10.1097 / EDE.0b013e3181b5f227. 

9. Roseboom, T.J. et al. (2003). Salud percibida de los adultos después de la exposición prenatal a la hambruna holandesa. Epidemiología perinatal de pediatría, 17, 391–397.

10. Badon, SE et al. (2014). Aumento de peso gestacional y adiposidad neonatal en el estudio de resultados de hiperglucemia y embarazo adverso en la región de América del Norte. Obesidad (Silver Spring), 22 (7), 1731–1738. 

11. Veenendaal, MV et al. (2013). Efectos transgeneracionales de la exposición prenatal a la hambruna holandesa de 1944-45. BJOG, 120 (5), 548-53. Doi: 10.1111 / 1471-0528. 

12. Yehuda, R., y Bierer, LM (2008). Transmisión transgeneracional de cortisol y riesgo de TEPT. Progress in Brain Research, 167, 121-135. 

13. Aviad-Wilcheck, Y. et al. (2013). Los efectos de las características de supervivencia de los padres sobrevivientes del Holocausto en los síntomas de ansiedad y depresión de los hijos. The Israel Journal of Psychiatry and Related Sciences, 50 (3), 210-216.

14. Radke, KM et al. (2011). Impacto transgeneracional de la violencia de pareja en la metilación en el promotor del receptor de glucocorticoides. Psiquiatría traslacional, 1, e21. doi: 10.1038 / tp.2011.21. 15. Cossetti, C. et al. (2014). Transmisión de ARN de línea soma a germen en ratones xenoinjertados con células tumorales humanas: posible transporte por exosomas. PLoS One, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0101629. 16. Zomer, A. et al. (2010). Exosomas: aptos para entregar ARN pequeño. Biología comunicativa e integrativa, 3 (5), 447–450. 17. Balaj, L. et al. (2011) Las microvesículas tumorales contienen elementos retrotransposón y secuencias de oncogén amplificadas. Comunicaciones naturales, 2, 180. 

18. Azmi, AS, Bao, B., y Sarkar, FH (2013). Exosomas en el desarrollo del cáncer, metástasis y resistencia farmacológica: una revisión exhaustiva. Cancer Metastasis Review, 32, 623-643 

19. Poliakov, A. et al. (2009). Heterogeneidad estructural y composición de proteínas de las vesículas similares a los exosomas (prostasomas) en el semen humano. Próstata, 69, 159-167. 

20. Cheng, RY et al. (2004) Cambios epigenéticos y de expresión génica relacionados con la carcinogénesis transgeneracional. Carcinogénesis molecular, 40, 1-11. 

21. Klosin, A. et al. (2017). Transmisión transgeneracional de información ambiental en C. elegans. Science, 356 (6335).

22. Lim, JP, y Brunet, A. (2013). Salvando la brecha transgeneracional con la memoria epigenética. Trends in Genetics, 29 (3), 176-186. Doi: 10.1016 / j.tig.2012.12.008 

23. Choi, S.-W., y Friso, S. (2010). Epigenética: un nuevo puente entre la nutrición y la salud Avances en nutrición: un diario de revisión internacional, 1 (1), 8-16. doi: 10.3945 / an.110.1004.