Todos sabemos que debemos comer frutas y verduras para mantener nuestro corazón sano. Pero ahora, los científicos están aprendiendo que los cambios epigenéticos, o las etiquetas moleculares que modifican nuestro ADN, pueden hacer que sus hijos, e incluso sus nietos, heredenlos efectos negativos de su mala dieta. Sin embargo, los detalles detrás de esta herencia, y cómo detenerla, no han sido claros.
Ahora, los científicos del Instituto de Descubrimiento Médico Prebys de Sanford Burnham SBP han identificado un marcador epigenético y dos genes que causaron insuficiencia cardíaca en los hijos y nietos de las moscas de la fruta con disfunción cardíaca inducida por una dieta alta en grasas. Revertir la modificación epigenéticao la sobreexpresión de los dos genes protegía a las generaciones posteriores de los efectos cardíacos negativos de la dieta de sus padres. Estos hallazgos ayudan a explicar cómo se hereda la insuficiencia cardíaca relacionada con la obesidad y descubren posibles objetivos para el tratamiento. El estudio fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza el 14 de enero de 2019.
La epidemia de obesidad está haciendo que aumenten las tasas de insuficiencia cardíaca. Actualmente, más de 6 millones de personas en los Estados Unidos viven con insuficiencia cardíaca, un número que se prevé que aumente a más de 8 millones en 2030, según la American Heart AssociationAHA. La afección ocurre cuando el corazón no puede bombear suficiente sangre por todo el cuerpo y generalmente afecta a personas mayores de 65 años.
"Los científicos han esperado durante muchos años identificar la base genética de la obesidad, pero las respuestas siguen siendo desconcertantes y escurridizas", dice Rolf Bodmer, Ph.D., autor principal del artículo y director y profesor en Desarrollo, Envejecimiento y RegeneraciónPrograma en SBP. "Nuestros hallazgos revelan un mecanismo de herencia detrás de la insuficiencia cardíaca alimentada por una dieta alta en grasas. También descubrimos un factor epigenético y objetivos genéticos que podrían explorarse para proteger a las personas de los efectos de la mala dieta de sus padres o abuelos."
Existe evidencia en humanos de que la dieta durante el embarazo puede tener efectos duraderos en los niños. Los bebés nacidos después de una hambruna holandesa durante la Segunda Guerra Mundial tuvieron tasas más altas de obesidad y enfermedades coronarias. Las madres con sobrepeso u obesidad tienen más probabilidades de tener hijosque tienen diabetes u otras dificultades de salud. Sin embargo, estudiar los mecanismos genéticos y moleculares subyacentes que son responsables de estas observaciones ha sido difícil, lo que dificulta la capacidad de los científicos para romper la cadena de herencia.
Las moscas de la fruta ofrecen una alternativa atractiva para estudiar la genética. El ochenta por ciento de los genes que causan enfermedades en los humanos también se encuentran en la mosca. Además, su corazón en forma de tubo consta de solo 80 células cardíacas, llamadas cardiomiocitos en humanos, este tubose pliega en las cuatro cámaras de nuestro corazón. Su similitud con los humanos, simplicidad y ciclo de vida corto una nueva generación nace cada quince días hacen de las moscas de la fruta un excelente modelo para estudiar los genes que contribuyen a la salud del corazón humano.
En el estudio, los científicos alimentaron a las moscas de la fruta con una dieta rica en aceite de coco durante cinco días. Estas moscas se volvieron obesas y desarrollaron rasgos que imitan la enfermedad cardíaca lipotóxica humana, la acumulación de grasa en las células del corazón, y conducen a insuficiencia cardíaca, incluyendo latidos cardíacos irregulares arritmia y contracciones cardíacas debilitadas. Sus hijos y nietos también tenían disfunción cardíaca, incluso cuando se alimentaban con una dieta normal.
Al comparar generaciones de moscas nacidas de padres que comieron dietas normales, los científicos identificaron un marcador epigenético heredado llamado lisina trimetilada 27 en la histona 3 H3K27me3. La reducción del nivel de esta marca epigenética en toda la mosca de la fruta protegió a las dos generaciones posteriores dedisfunción cardíaca.
Los investigadores también identificaron dos genes involucrados en el metabolismo que fueron "rechazados" en las próximas dos generaciones de moscas, llamadas bmm y PGC-1. Acelerar el metabolismo de las moscas al sobreexpresar estos genes también protegió los corazones de los niños ynietos de moscas que comieron una dieta rica en grasas. Esta protección duró incluso si la generación posterior consumió aceite de coco.
Este estudio proporciona los resultados de la prueba de concepto que los científicos necesitan para emprender nuevas exploraciones.
"A continuación, queremos determinar cómo y cuándo se heredan estos cambios genéticos y epigenéticos, y en qué medida surgen de la madre o el padre", dice Bodmer. "Queremos estudiar el desarrollo de la mosca de la fruta en todas las etapas, desdehuevo a embrión a la edad adulta: para determinar cuáles son los cambios primarios heredados y en qué punto estos cambios se implementan para causar un desequilibrio metabólico y una enfermedad cardíaca lipotóxica. Las respuestas que obtengamos pueden ayudarnos a aprender cómo intervenir y evitar que estos cambios pasen ala próxima generación."
Agrega Maria Clara Guida, Ph.D., coautora del estudio e investigadora postdoctoral en el laboratorio de Bodmer, "También nos gustaría entender mejor cómo estas dos piezas del rompecabezas - heredaron cambios epigenéticos y genéticos -- están vinculados. Los cambios epigenéticos son amplios y generalmente controlan múltiples vías moleculares. Una mejor comprensión de las redes de genes que se activan y desactivan al comer una dieta alta en grasas y cómo estos cambios son orquestados por factores epigenéticos podría ayudarnos a encontrar objetivos terapéuticos importantes paratratar la insuficiencia cardíaca relacionada con la obesidad "
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Materiales proporcionado por Instituto de descubrimiento médico de Sanford Burnham Prebys . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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