Hablemos del 3er sello distintivo del envejecimiento: las alteraciones o cambios epigenéticos.
¿Qué es la epigenética?
La epigenética se refiere a la forma en que las células “leen” o interpretan su material genético o ADN. Los patrones de metilación del ADN, la modificación postraduccional de las histonas y la remodelación de la cromatina (todos ellos tipos de alteraciones epigenéticas) determinan qué genes se “leen”, se activan o se desactivan. La epigenética determina la expresión genética desde la concepción, y el ADN de un embrión en desarrollo queda programado o impreso por los epigenomas parentales. Pero, a medida que envejecemos, los factores ambientales, como la exposición a toxinas e incluso las opciones de estilo de vida, como la actividad física y la dieta, alteran nuestra epigenética.
Alteraciones epigenéticas
Algunos cambios epigenéticos son predecibles (por ejemplo, muchos de los cambios asociados a factores de estilo de vida), pero otros son aleatorios y están asociados a muchas enfermedades y factores de riesgo cuando se alcanzan ciertos umbrales.
Si no modificamos la conducta ni la exposición, los cambios epigenéticos se acumulan a medida que envejecemos. Los científicos han descubierto que la edad biológica (un concepto independiente de la edad cronológica) se puede medir mediante cambios epigenéticos; la medición de la metilación del ADN, en particular, puede proporcionar una imagen muy precisa de la salud general de un individuo.
Así como ciertas conductas provocan cambios epigenéticos que indican envejecimiento o enfermedad, otras conductas o estrategias terapéuticas como seguir una dieta baja en calorías, hacer ejercicio, dejar de fumar, reducir o suspender el consumo de alcohol, pueden revertirlos. Por eso, la edad biológica de una persona sana de 40 años podría ser de 34 años, mientras que una persona no sana de la misma edad podría tener una edad biológica de 46 años.
Tipos de alteraciones epigenéticas
Exploremos rápidamente los cuatro tipos más comunes de cambios epigenéticos , comenzando con el más importante: la metilación del ADN.
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Metilación del ADN
La metilación del ADN es el proceso por el cual se añade un grupo metilo a los nucleótidos del ADN. Los grupos metilo no afectan la secuencia en sí (determinada por los pares de bases A, T, G y C), pero sí influyen en la expresión o no del gen.
Metilación del ADN y estilo de vida
En 2022, sabemos que el entorno y el estilo de vida (además de la edad) influyen en los patrones de metilación; y que mediante la modificación del estilo de vida, los patrones de metilación del ADN dependientes de la edad se pueden revertir o cambiar. El patrón de metilación de un individuo es un registro perfecto de las exposiciones ambientales pasadas y el estado de salud y una buena estimación del riesgo futuro de enfermedad o esperanza de vida.
En un experimento publicado este año en el que se comparaban los patrones de metilación del ADN sanguíneo de alemanes sanos y no sanos, se observaron diferencias significativas en la metilación entre los grupos sanos y no sanos. El estado de salud se puntuó en función de la dieta, la actividad física, el tabaquismo y el consumo de alcohol. De los factores de estilo de vida examinados, el tabaquismo fue el que más influyó en los patrones de metilación. Al examinar de nuevo los patrones de metilación en el contexto del IMC y la edad, el estilo de vida saludable enmascaró los marcadores de obesidad y revirtió los marcadores de edad.
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Modificaciones de las histonas
Los dos cambios epigenéticos siguientes están relacionados con la forma en que se almacena el ADN en las células. Al no permitir la transcripción ni la lectura del ADN, los genes se desactivan. Estos genes se encuentran en la sección restringida de la biblioteca. Esto significa que, sin cambiar el ADN en sí, gran parte de él no está disponible.
Las histonas son proteínas que ayudan a dar estructura al ADN. El ADN se envuelve alrededor de complejos de proteínas histonas, lo que facilita el “empaquetado” del ADN en el núcleo celular. Las histonas también desempeñan un papel en la forma en que se expresan los genes; por ejemplo, se marcan como “léeme”. Cambiar la forma en que se marca una histona puede significar que un gen se active o desactive.
Se sabe que tres miembros de la familia de las sirtuinas (SIRT1, SIRT3 y SIRT6) que modifican las histonas contribuyen al envejecimiento saludable. La sobreexpresión de SIRT1, que mejora la estabilidad genómica y la eficiencia metabólica, entre otros efectos, mejora aspectos de la salud durante el envejecimiento, pero no aumenta la longevidad (en roedores). Se ha demostrado que la sobreexpresión de SIRT3 mejora la capacidad de las células madre hematopoyéticas (de la sangre) para regenerarse. Los científicos han demostrado que la supresión de SIRT6 en ratones resultó en un envejecimiento acelerado, mientras que la sobreexpresión conduce a una mayor esperanza de vida.
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Remodelación de la cromatina
La cromatina se refiere a la mezcla de ADN y proteínas que forman los cromosomas. La heterocromatina es ADN densamente empaquetado e inaccesible a los factores de transcripción; en efecto, está desactivada. La remodelación de la cromatina es la reorganización y modificación de las proteínas y el ADN para permitir su “uso” o acceso.
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Alteraciones transcripcionales
Se podría decir que el cambio final es el resultado de los otros tres cambios epigenéticos comentados. Después de todas las modificaciones, el ADN que permanece accesible y “legible” puede transcribirse en ARN o ARNm.
El envejecimiento se asocia con un aumento del ruido transcripcional (más transcripción) y una producción y maduración anormales de muchos ARNm. Los investigadores han descubierto cambios relacionados con la edad en la transcripción de genes que codifican componentes clave de las vías de degradación inflamatoria, mitocondrial y lisosomal y ARNm no codificantes que se dirigen a componentes de las redes de longevidad o regulan el comportamiento de las células madre.
Criterios distintivos del envejecimiento
Un repaso rápido: para ser considerada una característica distintiva, la alteración epigenética debe cumplir tres criterios:
- Debería ocurrir durante el envejecimiento normal. ¡Comprobado!
- Si aumenta, debería acelerar el envejecimiento. ¡En distintos grados, compruébelo!
- Si se reduce, debería desacelerar el envejecimiento. Nuevamente, en distintos grados, ¡verifique!
Reversión de alteraciones epigenéticas
Sabemos que las modificaciones del estilo de vida, como dejar de fumar, comer de forma saludable y hacer ejercicio con regularidad, tienen un impacto real en la edad biológica. Estos cambios en el estilo de vida no solo favorecen un estilo de vida saludable, sino también un estilo de vida antienvejecimiento. Además, y ciertamente para sorpresa de los investigadores, los estilos de vida saludables pueden incluso combatir u ocultar factores epigenéticos conocidos de la obesidad . Esto también podría ser cierto para otras enfermedades.
Aunque no suelo hacer propósitos de año nuevo, adoptar un estilo de vida más saludable podría significar sentirme mejor a corto y largo plazo.
Escrito por: Katsume Stoneham, Licenciado en Biología Molecular, Máster en Salud Pública
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