Es bien sabido que existe una predisposición a la adiposidad en nuestros genes. Un nuevo estudio realizado por investigadores del Instituto Max Planck de Inmunobiología y Epigenética en Friburgo ahora muestra que también es crucial cómo se regulan estos genes. Los científicos dirigidos por AndrewPospisilik descubrió un nuevo interruptor epigenético regulador, que hace que los individuos con material genético idéntico, como los gemelos monocigóticos, sean delgados u obesos. Curiosamente, al igual que un interruptor de luz clásico, solo hay dos resultados discretos: ENCENDIDO y APAGADO, omás bien obeso y no obeso, no incrementos continuos como con un atenuador. Estas nuevas ideas alteran fundamentalmente nuestra comprensión de cómo la epigenética influye en los resultados de los genes.
Nuestro mundo tiene un problema importante. Aproximadamente 500 millones de personas son obesas. La obesidad es un factor de riesgo para muchas enfermedades secundarias, como problemas cardiovasculares, cáncer y diabetes. La adiposidad está controlada en gran medida por nuestro ADN y, más recientemente, apreciado pornuestro ambiente.
El grupo de Andrew Pospisilik en el Instituto Max Planck de Inmunobiología y Epigenética está particularmente interesado en investigar tales efectos "epigenéticos" en las enfermedades metabólicas. El punto de partida de su nuevo estudio fue una cepa de ratón en la que solo una de las dos copias deEl gen Trim28 estaba presente en el genoma. Los colaboradores en Brisbane, liderados por Emma Whitelaw, habían observado previamente que estos ratones mostraban grandes variaciones en su peso corporal a pesar de ser genéticamente idénticos. "Nos intrigaron estos hallazgos. Sugirieron la posibilidad de unenfermedad epigenética ", dice Andrew Pospisilik.
ya sea delgado u obeso
Al observar la distribución del peso de grandes cohortes de ratones genéticamente idénticos, los investigadores de Max Planck notaron algo extraño. El peso corporal de los animales no era aleatorio, venían en dos sabores, magros u obesos ". Realmente éramossorprendido de que el mismo genotipo pueda conducir a dos fenotipos muy diferentes pero más importante, muy estables ", dice Kevin Dalgaard, primer autor del estudio.
Al comparar la expresión génica global en las dos poblaciones, el equipo descubrió una red de los llamados genes 'impresos' que se expresaron significativamente más bajo en animales obesos. Los genes impresos son un pequeño subconjunto de genes, que se expresan exclusivamente decopia del gen materno o paterno. Trabajando junto con los equipos de Cambridge dirigidos por Anne Fergusson-Smith, Steve O'Rahilly, Giles Yeo y Anthony Coll, los autores mostraron que la pérdida de una copia de estos genes impresos también resultó en un "bi-estable"distribución de animales delgados u obesos. Esto confirmó la importancia funcional de la red impresa y sugirió que actúa como un interruptor entre dos fenotipos distintos.
"Una vez que se activa el cambio, es una decisión de toda la vida epigenéticamente dirigida que termina en un fenotipo estable, ya sea delgado o obeso", dice Andrew Pospisilik y agrega: "Tales fenotipos claramente separados tienen una causa genética; aquí, aunque nosotrosdescubrieron que el efecto no era mendeliano. El efecto es similar a un interruptor de luz: encendido o apagado, delgado u obeso. Por lo general, generalmente consideramos que el control epigenético de la enfermedad actúa mucho más como un fenotipo más tenue y cambiante como el peso corporal.o hacia abajo gradualmente "
Con el objetivo de probar si podría existir un cambio comparable en humanos, los investigadores de Max Planck se asociaron con los especialistas en obesidad infantil Antje Koerner y Kathrin Landgraf en Leipzig, Alemania, y comenzaron a analizar muestras de tejido adiposo de niños delgados y obesos. Los resultadosfueron intrigantes. Un subconjunto de niños con sobrepeso, aproximadamente la mitad de la cohorte, mostró niveles de expresión alterados de TRIM28 y la red de genes impresos, una firma que era paralela a sus observaciones en los ratones. Explorando datos publicados de gemelos idénticos discordantes para la obesidad es decir, donde unoel gemelo era obeso y el otro delgado, encontraron tendencias similares que apoyaban la existencia de un efecto epigenético similar en humanos.
Primera prueba de polifenismo en mamíferos
"Nuestros datos no solo ayudan a comprender la interacción de los factores genéticos y epigenéticos en la obesidad y otras enfermedades, tienen implicaciones sobre cómo pensamos sobre la evolución", dice Andrew Pospisilik. El fenómeno de que un genotipo idéntico puede conducir a fenotipos claramente distinguibles esconocido como polifenismo. Un ejemplo típico en el reino animal son las abejas melíferas, donde del mismo ADN puede surgir una reina o una abeja obrera.
El estudio de los investigadores de Friburgo muestra por primera vez que la maquinaria genética para controlar los polifenismos también existe en mamíferos y probablemente en humanos. Aunque es difícil de probar, un interruptor epigenético que puede producir fenotipos claramente diferentes basados en el mismo ADN, podríasea una ventaja selectiva ". Tener en cuenta a toda la población tiene una diversidad de polifenismo y, por lo tanto, podría proporcionar una función de amortiguación. Si un fenotipo no es adecuado para condiciones ambientales críticas, el polifenismo ofrece un plan B, que podría contribuir a la supervivencia de la especie"dice Andrew Pospisilik.
¿Terapias epigenéticas para la obesidad y otras enfermedades?
Finalmente, los resultados también ofrecen nuevos conocimientos sobre las vías para las terapias epigenéticas para enfermedades humanas complejas. La idea de que los fenotipos o las enfermedades pueden tener fuertes orígenes epigenéticos similares a los de un interruptor sugiere que ciertos escenarios de enfermedades están completamente impulsados por la epigenética y, por lo tanto, que las terapias epigenéticas podrían sercapaz de apagar tales interruptores ". Nuestro próximo objetivo principal es ver si podemos modificar este proceso, si podemos activar o desactivar la enfermedad al complementar la dieta, minimizar el estrés o administrar profármacos epigenéticamente relevantes. La esperanza esque podemos voltear permanentemente el sistema para inclinarlo de una vez ", dice Andrew Pospisilik.
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Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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