14/Jul/05

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Un investigador español descubre qué es lo que diferencia a los gemelos idénticos

El misterio sobre cómo es posible que gemelos idénticos, es decir, genéticamente iguales, presenten, no obstante, diferencias genéticas, lleva desconcertando a los genetistas durante décadas. El nuevo estudio del equipo de investigación del centro nacional de investigaciones oncológicas (CNIO) de España ha arrojado un poco de luz a este enigma.

(Cordis Noticias) Los gemelos son niños de embarazos múltiples que han sido concebidos juntos, se han desarrollado en una sola placenta, y nacen al mismo tiempo. Existen dos tipos: los fraternales y los idénticos. Los gemelos fraternales, o dizigóticos, presentan diferencias genéticas, mientras que los idénticos, o monozigóticos, son genéticamente iguales.

Los gemelos monozigóticos se desarrollan a partir de un mismo óvulo, por lo que comparten idéntica información genética. Son siempre del mismo sexo, tienen los mismos genes y cromosomas y sus rasgos físicos y mentales son generalmente similares.

Los científicos se preguntan cómo es posible que entre gemelos idénticos con una genética común, uno desarrolle un trastorno bipolar o de esquizofrenia, y el otro no. Otra cuestión es, por qué de dos hermanas gemelas con la misma alteración en el gen BRCA1, una padece cáncer de mama a los 25 años y la otra no desarrolla el tumor hasta los 70.

En realidad, la mayoría de los gemelos monozigóticos no son idénticos sino que presentan la llamada discordancia fenotípica, es decir, diferencias en la apariencia y constitución físicas, o una manifestación específica de un rasgo. La propensión a contraer enfermedades y una serie de características antropomórficas pueden ser ejemplo de estas diferencias.

Una de las posibles explicaciones a estas observaciones, son las diferencias "epigenéticas", o modificaciones en la expresión del genoma.

El ADN no se encuentra en la célula como una molécula desnuda, las proteínas histonas se unen al ADN para formar una sustancia compleja llamada cromatina. Las modificaciones químicas del ADN o las histonas alteran la estructura de la cromatina sin cambiar la secuencia de los ácidos nucleicos del ADN. Estas modificaciones son las llamadas epigenéticas.

Para dar respuesta a este enigma, Mario F. Fraga, junto a sus colegas del laboratorio de epigenética del centro nacional de investigaciones oncológicas, analizó 160 gemelos monozigóticos de entre tres y 74 años. Para la realización del estudio, el equipo español colaboró con los institutos de investigación de Dinamarca, Suecia, Gran Bretaña y Estados Unidos.

La investigación se centró en dos mecanismos biológicos que influyen en la actividad genética. En la metilación del ADN, las enzimas de la célula adhieren una decoración de moléculas minúscula a un gen, desactivándolo. En la acetilación de las histonas, un gen inactivo puede activarse de nuevo.

Este entorno de modificaciones genéticas puede durar toda la vida, aunque no se transmiten a la descendencia, y pueden ser importantes si, por ejemplo, el gen inactivo es el que protege contra el cáncer. Hasta ahora no estaba claro hasta qué punto los cambios epigenéticos son programados con antelación desde el nacimiento o si factores externos al organismo son los causantes.

El equipo de investigación determinó que en los primeros años de vida, los gemelos no pueden distinguirse desde el punto de vista de la epigenética, sin embargo, gemelos de más edad mostraban diferencias significativas en los patrones de expresión genética en un 35 por ciento del grupo estudiado.

Un resultado particularmente revelador según los científicos fue el de los perfiles epigenéticos de gemelos que se habían criado separados o habían tenido diferentes hábitos nutricionales, historias médicas, pautas de ejercicio físico, y consumo de tabaco, alcohol y drogas, diferían más que en aquellos que habían vivido juntos por más tiempo o habían compartido entornos y experiencias similares.

Estos descubrimientos apoyan la teoría de que factores ambientales tales como el tabaquismo, la dieta y el ejercicio físico pueden afectar los perfiles epigenéticos dando lugar a diferencias en el inicio de enfermedades entre gemelos idénticos.

Las pequeñas manifestaciones epigenéticas antes del nacimiento son probablemente las responsables de las diferencias menores que se aprecian en la apariencia, la personalidad, y la salud general de los gemelos jóvenes. Otros cambios epigenéticos durante la vida aumentan gradualmente esta individualidad.

Más allá de su potencial, importante para entender las diferencias en los gemelos idénticos, la epigenética podría explicar muchos de los giros que el destino depara al resto de la gente, y que tienen que ver con el hecho de que una persona pueda padecer cáncer, mientras la otra se libra, aún incluso cuando ninguno de los dos ADN albergue una mutación que origine el cáncer.

Los resultados podrían llegar más lejos y revelar cómo factores ambientales predisponen a muchas enfermedades, como la diabetes, el cáncer y las enfermedades del corazón. Los cambios epigenéticos no alteran la variación genética, pero podrían igualarse en número a los casos de cáncer y otras enfermedades que causan las mutaciones genéticas.

Los científicos se proponen ahora identificar los cambios epigenéticos causados por la exposición a factores ambientales específicos como la dieta, las toxinas del medio ambiente y otras influencias menores como el estrés persistente, y desarrollar fármacos que puedan variar estas alteraciones.