El mapa del epigenoma humano permitirá entender mejor las enfermedades que nos afectan

Hace tres años, el proyecto Encode , una enciclopedia de los elementos del ADN, echó por tierra algunas ideas preconcebidas y dejó claro que cientos de miles fragmentos de nuestro genoma, considerados “basura”, estaban en realidad dedicados a funciones directivas: es decir a regular cómo y cuándo los genes deben llevar a cabo su función.

Este nuevo mapa epigenético se basa en este último estudio para averiguar cómo los genes se activan y desactivan en el organismo. Los resultados se presentan en varias revistas del grupo Nature y son un resumen de lo descubierto en los cinco años del proyecto, que ha sido financiado con 190 millones de dólares por Instituto Nacional de la Salud estadounidense (NIH).

“Los investigadores han conseguido estudiar en 111 muestras varias marcas químicas que llamamos epigenéticas (reguladoras del genoma). El trabajo refleja que todas las células del cuerpo humano tienen el mismo genoma pero diferentes epigenomas; que cuando las células madre se diferencian hacia un tejido cambia su epigenoma; que diferentes epigenomas se asocian a diferente localizaciones del ADN dentro del núcleo de las células y que variaciones genéticas, como mutaciones y polimorfismos, tienen un efecto sobre los patrones epigenéticos ", explica Manel Esteller , del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Bellvitge, que forma parte de proyecto Blueprint , el equivalente europeo a este proyecto americano. Los hallazgos que resume Esteller se han obtenido a partir deelementos que controlan la expresión génica en 127 tipos de células y tejidos adultos y embrionarios procedentes de personas sanas y enfermas.

Ambos proyectos son una nueva Piedra Rosetta para descifrar cómo a partir de un mensaje escrito en un idioma de cuatro letras (ADN) se construyen los distintos órganos y tejidos que van a dar origen a un ser humano. Y da nueva información de por qué algunas veces ese proyecto falla y se producen enfermedades en todas las etapas de la vida. Esto se logra añadiendo elementos marcas al ADN o simplemente cambiando ligeramente su forma en 3D, independientemente de lo que haya escrito en sus genes. De ahí el nombre de epigenética, es decir, que está por encima de la secuencia genética.

Gracias a esas marcas, se logra que a pesar de que todas las células tienen la misma información genética, que hemos heredado de nuestros padres, cada una tenga su “propio carácter” dependiendo del tejido al que pertenezcan y se conviertan en células de hígado, del corazón o del cerebro. Y es que la forma en que cada tipo de célula interpreta la información genómica está muy ligada a la organización de sus elementos reguladores, es decir, a los interruptores que permiten apagar y encender genes y que hacen que una célula del hígado sea diferente de otra del corazón o del cerebro.

Más aún, igual que el ambiente determina en parte en qué nos convertiremos cada uno de nosotros, también es decisivo para nuestras células. Las malas compañías (malos hábitos, agentes químicos y un largo etcétera) pueden hacer que nuestras células no lleguen a buen puerto y aparezcan enfermedades. Esas marcas que deja el ambiente se quedan literalmente pegadas al material genético (metilación) enmascarando genes esenciales o activando otros dañinos. Incluso pueden hacer que el material genético, muy bien empaquetado, cambie ligeramente de forma y se oculten genes que antes estaban preparados para producir proteínas y al revés, que afloren otros que pueden ser perjudiciales.

Entre las aplicaciones terapéuticas, uno de los trabajos describe perfiles epigenómicos asociados con el cáncer. De igual forma que el equipo de Esteller ha conseguido, en el equivalente europeo Blueprint, desvelar secretos del epigenoma de las leucemias infantiles.

Pero quizás lo más interesante y sorprendente se refiere al perfil epigenético del alzhéimer. El coordinador de este macroproyecto americano,  Manolis Kellis, del Instituto de Tecnología de Masschussets ha demostrado en un modelo de ratón que la predisposición genética a padecer esta patología neurodegerativa estaría asociada al sistema inmune, mientras que los cambios visibles, la pérdida de memoria y la dificultades de aprendizaje, asociados a la actividad neuronal, tendrían su origen en factores no genéticos. Un hallazgo que debería dar pie a nuevos enfoques terapéuticos tal vez más efectivos que los actuales. ( leer más )