Uno de los mayores misterios de la biología es cómo, a partir de una única célula, con una secuencia de ADN, también única, se forman nuestros órganos y tejidos. Y aunque cada vez se sabe más de este proceso, aún estamos lejos de conocer todo el proceso que determina cada tipo celular.
Por si esto fuera poco hay, a lo largo de la vida, diferentes factores que modifican el genoma y construyen su DNI o lo que llamamos epigenoma. Estudiar tanto los factores que producen los cambios, como las modificaciones es indispensable para el desarrollo de nuevas formas de diagnóstico y tratamiento en diferentes enfermedades.
Hoy, el Consorcio Internacional para el Estudio del Epigenoma Humano (IHEC, por sus siglas en inglés) publica de forma simultánea 41 artículos científicos en el marco del mayor proyecto europeo sobre epigenoma: Blueprint.
Para comprender la importancia hablamos con Enrique Carillo, del grupo de Biología Estructural y Biocomputación del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), liderado por Alfonso Valencia.
“Es como tener el Quijote escrito, pero sin comas, sin puntos, todo seguido – explica Carrillo en conversación telefónica –. Eso es lo que nos dio el Proyecto Genoma Humano, pero nos faltaban las instrucciones, las reglas para leerlo. Gracias a este nuevo trabajo podremos comenzar a entender mejor cómo funciona el epigenoma humano. Y la consecuencia es conocer cómo afecta por ejemplo el tabaco a las células para que se transformen en malignos. La primera parte es de comprensión y la segunda es de aplicabilidad. Sobre todo ahora con las técnicas de edición genética como CRISPR. En cierto sentido tendríamos una biblioteca universal accesible de cómo responde nuestro cuerpo y editarlo. Hasta ahora de nada nos servía tener CRISPR si no sabíamos qué editar”.
Todos los datos generados, aproximadamente 5.000 TB de información (cerca de 1.250.000 de películas de dos horas), estarán disponibles para la comunidad científica a través de Blueprint Data Analysis Portal. “Eso es importante porque el 90% de los laboratorios del mundo no tendrían recursos para producir un conjunto de datos de esta magnitud – continúa Carrillo –. Hemos recorrido muchísimo camino, pero aún no sabemos cuánto nos queda. No sabemos cuánto es lo que no hemos descubierto. Pero a partir de ahora la cantidad de datos crecerá de forma exponencial al estar disponibles para todo el mundo y así llegar a descifrar uno de los mayores enigmas de la ciencia”.
¿Qué es la epigenética?
Básicamente es el estudio de los cambios heredables en la función génica que se producen sin un cambio en la secuencia del ADN. Un ejemplo clásico para comprenderlo son los gemelos: tienen el mismo ADN pero pueden ser diferentes y tener enfermedades diferentes. Para Denise Barlow,
del Centro de investigación de medicina molecular, Viena, Austria, “El ADN no es más que una cinta que almacena información, pero no hay manera de sacar provecho de esta información sin un aparato para su reproducción. La epigenética se interesa por el reproductor de cintas.
¿Cómo funciona?
En la epigenética hay dos grupos fundamentales: las histonas y los metilos o grupo alquilo. Las primeras son proteínas que enrollan el ADN a su alrededor, del mismo modo que los hilos en un carrete. Mantienen el ADN organizado. Por su parte el grupo alquilo se une a las histonas y les dice qué hacer, como si fueran notas al margen de un libro.
¿Cuál sería su función?
De acuerdo con declaraciones de Manel Esteller, director del Programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge, “el epigenoma es lo que provoca que una neurona produzca un neurotransmisor o que una célula del corazón lata. También es responsable de reprimir secuencias exógenas que podrían dañar nuestro ADN. Sabemos que el tabaco, el consumo excesivo de alcohol o la radiación solar lo alteran de una manera negativa. Por el contrario, sabemos que el ejercicio físico o unos hábitos saludables tienen un impacto epigenético positivo”.
¿Es más fácil editar el epigenoma que el genoma?
“Es muy difícil reparar la mutación de un gen que provoca una enfermedad – explica Esteller –. Si la mutación es activadora, se puede bloquear. Pero si supone pérdida de actividad, es complicado recuperarla. El epigenoma, en cambio, es más dinámico, y esto nos permite utilizar fármacos para reprogramar la célula y conseguir que recuerde como era su epigenoma normal”.
¿Qué relación hay entre envejecimiento y epigenoma?
Tanto el grupo alquilo como las histonas intervienen en el envejecimiento. Se sabe que en la vejez el ADN no se pliega, no se “enrolla” correctamente. Resolver esto ha demostrado en modelos animales que alarga la vida.
¿Cuál es la diferencia entre epigenética y epigenómica?
Si la primera es el estudio de los cambios en la función génica que no está vinculada con la modificación de la secuencia ADN, la epigenómica es el estudio y el análisis de dichos cambios.
