Las abejas epigenéticas

Aquí va una primera idea: “La epigenética es a la selección natural de Darwin como la cuántica a la física Newtoniana”.

Como muchas metáforas, es imprecisa y puede despistar más que esclarecer. Pero también ofrece una nueva manera de exponer una imagen, y hace agitar varios conceptos dentro de nuestra cabeza para ver si se autoorganizan en algo interesante.

Con las leyes de la física clásica de Newton podríamos explicar la mayoría de fenómenos que rodean nuestra vida cotidiana, y añadiéndole la teoría de la relatividad alcanzaríamos también a describir objetos de viajen cercanos a la velocidad de la luz u otras situaciones peculiares del mundo macroscópico. Pero ya bien entrado el siglo XX apareció la mecánica cuántica mostrando que el mundo atómico se regía por unas leyes diferentes, y para una comprensión completa de la estructura más íntima de la materia, teníamos que incluirla ante fenómenos bien específicos.

Cuando el pasado martes oí en la John’s Hopkins University a Andrew Feinberg (el científico que a principios de los 80 estableció los primeros vínculos entre epigenética y cáncer), explicar cómo algunas experiencias que teníamos en nuestra vida conducían a metilar genes específicos de nuestro ADN, activándolos o desactivándolos según convenía, y que en ciertas ocasiones esta información genética sobre (epi) la secuencia de bases podía incluso transmitirse a la línea germinal y pasar a nuestra descendencia, pensé en el paralelismo con la física. La selección natural de Darwin ha estado explicando muy bien la evolución de las especies diciéndonos que transmitimos a las siguientes generaciones los genes con que nacimos de manera invariable. Y continúa haciéndolo. Pero ahora estamos descubriendo que a una escala “microscópica” existe un universo “cuántico-epigenético” que necesitamos incluir para entender este componente a veces estocástico de la genética, y tener una visión completa de cómo se regula la información en los genes y –aunque en la gran mayoría de casos será menospreciable- pueda influir en la selección natural. Las metilaciones de ADN podrían ser a la genética convencional como los orbitales atómicos a la física clásica.

Se que resulta injusto dedicar tanto espacio a esta elucubración, sobre todo cuando durante las 6 horas y 12 expertos en epigenética que pasaron por el seminario de la John’s Hopkins se habló escasos 15 minutos de evolución y el resto fue una intensa revisión sobre la influencia de la epigenética en medicina. Pero os debo confesar que las sobrecargadísimas diapositivas de power point hicieron algunas sesiones insufribles y me dieron tiempo para la reflexión anterior. ¡No me estoy quejando! De hecho, es de agradecer: los científicos no se conforman en simplemente darte las conclusiones de sus estudios y esperar que te los creas. Quieren mostrarte todos los experimentos y datos que han acumulado durante meses y meses de laboratorio para demostrar experimentalmente sus hipótesis de partida. Por eso tardan 3 años en publicar un artículo de 3 páginas cuyas conclusiones finales ocupan 3 líneas en el abstract. Pero también por eso esas 3 líneas valen más que 300 otras que no hayan pasado por el filtro de la experimentación científica.

Se les perdona entonces que en sus charlas diluyan dichas 3 líneas entre interminables datos y que encima, al contrario de los políticos o abogados, cuando toque lanzar un mensaje contundente muestren inseguridad y digan comedidos que todavía faltan investigaciones a realizar. Me fío más de sus incertidumbres que de otras certezas incontestables.

Pero aquí, y porque cada uno se va por las ramas que más le apetecen, nos saltaremos los gráficos y tablas que sostienen algo que ya resulta indudable: las marcas específicas en el ADN acumuladas durante nuestra vida en función del ambiente en que nos movamos son sospechosas de participar en un número cada vez mayor de enfermedades y trastornos.

Un ejemplo: La fibrosis quística es la quintaesencia de las enfermedades genéticas. Si tienes una de las decenas de mutaciones que pueden afectar al gen CFTR de tu cromosoma 7, tus pulmones y sistema digestivo se llenaran de mucosidad deteriorando en alto grado tu calidad de vida y causando muerte prematura. Pero… ¿porqué este niño y esta niña, que tienen exactamente la misma mutación y perfil genético, están desarrollando la enfermedad de manera tan diferente? La científica Pamela Zeitlin sospecha que las marcas epigenéticas están condicionando la expresión de ese gen, y aunque ambos niños tengan una secuencia de bases idéntica, en uno está más activo que en el otro debido a metilaciones específicas en las citosinas.

Dicha influencia todavía no está del todo demostrada, pero en lo referente al cáncer las evidencias llegaron hace tantos años que incluso ya se están probando terapias dirigidas específicamente a modificar las metilaciones que en ocasiones lo causan. El médico Malcolm Brock enseñó fotografías (no publicadas en la literatura científica todavía) de la progresiva desaparición mes a mes del tumor pulmonar de uno de los pacientes a quienes está tratando con un fármaco epigenético. El farmacólogo de la John’s Hopkins Philip Cole advirtió que si bien los medicamentos basados en la epigenética pueden ser muy esperanzadores, especialmente en algunos tipos de cáncer, debemos ser cuidadosos con los posibles efectos adversos de indirectmanete desmetilar genes involucrados en otros procesos.

El psiquiatra James Potash está buscando metilaciones concretas acumuladas durante nuestra infancia que afecten a la expresión de genes relacionados en funciones cognitivas. Como consecuencia estos genes transcriben menos ARN, se generan menos proteínas, cambia la actividad neuronal, y al final de la cadena afecta a nuestro comportamiento. Quizás de esta manera tan reduccionista se podría explicar (sólo en parte) que los niños sujetos a estrés tengan más posibilidades de depresión al llegar a adultos. Algunos indicios están siendo explorados con el gen FKBP5, implicado en los mecanismos de regulación del estrés. Sólidas sospechas existen también sobre la esquizofrenia y -aunque sonó más a búsqueda de financiación sobre una línea en que la John’s Hopkins ya tiene grandes expertos-, la influencia en el desarrollo embrionario y autismo.

Un factor clave a nivel de ciencia básica es que estas metilaciones no son aleatorias. La epidemióloga Daniel Fallin está secuenciando fragmentos concretos de ADN y viendo que existen regiones específicas con muchísima más predisposición (y de lejos) a ser metiladas que otras. Los genes pueden condicionar a la enfermedad de manera directa (fibrosis quística), en combinación con el ambiente (predisposición a la obesidad o enfermedad cardíaca), y mediante infecciones. Y en los tres ámbitos han encontrado evidencias de que el factor epigenético puede jugar un rol muy importante.

Pero a mi, lo que de verdad me dejó perplejo es el estudio de Brian Herbs sobre la epigenética de las abejas.

Abejas: El zebra fish de la epigenética

Lo que a Brian Herbs le intriga de las abejas es cómo pueden los individuos de una misma colonia, que son genéticamente idénticos, convertirse en zánganos, reinas, obreras, o en varios subtipos con funciones y apariencia externa tan diferente. E incluso que en ocasiones unas se transformen en las otras dependiendo de las necesidades de la colonia. ¿Cómo puede un mismo genotipo generar fenotipos tan diversos? Sin duda, porque en diferentes individuos se expresan diferentes genes, y esto tiene toda la pinta de estar regulado de manera muy dirigida por la epigenética; no sólo por las señales químicas que rodean a una célula cómo ocurre en muchos casos.

No subestimes la potencial importancia de estudiar la epigenética de las abejas. Quizás –como muchas otras- sea una línea de investigación que quede aparcada con el tiempo, pero el objetivo de Herb y algunos otros científicos es que las abejas se conviertan en un modelo animal para estudiar los mecanismos de la epigenética como para otros campos se utilizan la mosca del vinagre, el gusano c. elegans, o el pez cebra. “¿Podrían las abejas convertirse en el zebra fish de la epigenética?” le pregunté a Herb tras su charla. “Eso esperamos; si llegamos a conocer bien sus características bioquímicas seremos capaces de diseñar experimentos que evidentemente no podemos hacer con humanos, y van mucho más lejos que los estudios con cultivos celulares. Creemos que las abejas pueden ser un modelo animal ideal para investigar los procesos epigenéticos” contestó, añadiendo que dentro de unos meses se publicarán los primeros resultados y no me podía dar muchos más detalles... Hasta aquí puedo leer; porque algo que no gusta nada a los científicos es que airees sus resultados o ideas antes de que ellos los publiquen en sus revistas de referencia. Pero seguro que algún día oiremos hablar en más detalle de la epigenética de las abejas.