Deriva epigenética

La deriva epigenética es un cambio gradual en el perfil de metilación del ADN con la edad. Presumiblemente, esto es una consecuencia de la desregulación del aparato molecular que mantiene un perfil de metilación normal [1] [2] . Un estudio detallado de los perfiles de metilación del ADN humano ha revelado algunos patrones generales de deriva epigenética: los promotores ricos en CpG (entre los que hay muchos promotores de genes de factores de transcripción y supresores de tumores responsables del desarrollo del organismo) se hipermetilan gradualmente, mientras que los sitios de metilación ubicados en regiones pobres en CpG están hipometilados [1] .

La deriva epigenética es un fenómeno natural que ocurre en todos los individuos sanos. Sin embargo, con la edad, puede volverse desfavorable para la vida, lo que lleva al desarrollo de enfermedades complejas. La deriva epigenética se ha identificado en tejidos de personas sanas, pero en tejidos obtenidos de pacientes con enfermedad de Alzheimer resultó ser significativamente más pronunciada [3] .

A. Schumacher sugirió que si bien la tasa de acumulación de mutaciones genéticas aumenta linealmente con la edad, el nivel de acumulación de epimutaciones después de alcanzar un cierto umbral de desregulación epigenética celular aumenta exponencialmente. Al alcanzar el umbral, estos cambios debidos al "efecto de resonancia" pueden alterar la homeostasis genética y epigenética, lo que lleva a una deriva epigenética mucho más rápida. Su tasa no solo puede determinarse por cambios únicos en el genoma, sino que también depende de mecanismos sistémicos en todo el genoma.

Se supone que ciertas influencias ambientales pueden conducir a la aparición de "huellas epigenéticas" duraderas, especialmente en las células posmitóticas (neuronas, etc.). Estas huellas pueden tener un efecto negativo en el cuerpo incluso muchos años después de la exposición. Por ejemplo, se ha descubierto que la exposición a metales xenobióticos, en particular plomo, en ratas durante su desarrollo conduce a una sobreexpresión retardada del gen APP, que desempeña un papel fundamental en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Este efecto se manifiesta incluso 20 meses después de la exposición [4] . Para una mejor comprensión de los procesos asociados con la deriva epigenética, A. Schumacher sugiere no solo investigar las enfermedades relacionadas con la edad, sino también estudiar los perfiles epigenéticos de los centenarios. Si los cambios ambientales juegan un papel clave en la deriva epigenética, se puede suponer que los individuos longevos son portadores de un mayor número de epimutaciones negativas relacionadas con la edad en comparación con otros miembros de la población. Sin embargo, ciertas características complejas de su epigenotipo pueden protegerlos del efecto dañino de estas epimutaciones [5] .

Notas

  1. 1 2 Teschendorff AE, West J., Beck S. Deriva epigenética asociada a la edad: ¿implicaciones y un caso de frugalidad epigenética?  // Hum Mol Genet. - 2013. - T. 22 , núm. R1 . - C. R7-R15 . doi : 10.1093 / hmg/ddt375 . — PMID 23918660 .
  2. Epidemiología epigenética de enfermedades asociadas a la edad  (enlace inaccesible)
  3. Fraga MF, Ballestar E., Paz MF et al. Las diferencias epigenéticas surgen durante la vida de los gemelos monocigóticos // Proc. nacional Academia ciencia EE.UU. 2005a. V. 102. P. 10604-10609.
  4. Zawia NH, Basha MR Factores de riesgo ambientales y la base del desarrollo de la enfermedad de Alzheimer // Rev. neurosci. 2005. V. 16. Pág. 325-337.
  5. Schumacher A. Epigenética del envejecimiento En libro: Manual de epigenética: la nueva genética molecular y médica. // Tollefsbol, TO (ed.). 2010. Elsevier, Ámsterdam, Países Bajos

Véase también