Genética y Epigenética: Una Relación Crucial en el Desarrollo
La genética y la epigenética son dos ramas de la biología íntimamente relacionadas. La genética es la disciplina más conocida y se encarga de estudiar cómo los caracteres hereditarios se transmiten entre generaciones. El ADN es la molécula en la que se almacena la información genética a través de un código de cuatro letras: A, C, G y T. La combinación de estas letras no se produce al azar, sino que tiene una secuencia precisa que contiene las instrucciones (genes) para producir las proteínas y otros elementos funcionales de cada célula. Este ADN se encuentra en el núcleo de las células.
Por otro lado, la epigenética es un concepto no tan conocido, que estudia los factores y mecanismos que regulan la expresión de los genes sin alterar la secuencia del ADN. Es decir, las modificaciones en la expresión de los genes se producen sin que exista un cambio en el código genético original.
Para poder explicarla, habitualmente se hace uso de la analogía de la orquesta y la partitura. La genética representaría la partitura de una composición musical, mientras que la epigenética sería la interpretación que cada orquesta realiza de esa partitura. En esa interpretación, puede que un determinado pasaje de la composición se haga con mayor intensidad o que alguna parte de la composición musical no se interprete. Trasladando esta analogía a la biología, significaría que no todos los genes se expresan al mismo nivel en todas las células y que cada una de ellas expresa un conjunto de genes diferente, los necesarios para su función. Por ejemplo, las proteínas que necesita para su actividad una célula de la piel son muy diferentes de las del hígado, aunque todas las células del embrión tienen la misma información genética heredada de sus padres.
La epigenética funciona como un sistema de interruptores de los genes, puede activarlos o desactivarlos. Las modificaciones epigenéticas se producen al modificar el ADN o las histonas mediante la unión de pequeñas moléculas. La modificación epigenética más estudiada es la metilación del ADN, esto es la unión a las letras "C" del ADN de una molécula denominada metilo.
La Comunicación Materno-Embrionaria: Un Descubrimiento Pionero
En el embrión, la epigenética realiza una función esencial, ya que es la encargada de establecer los genes que se han de expresar, cómo y en qué momento de su desarrollo. En los últimos años, un hallazgo significativo ha transformado la comprensión de la gestación: investigadores de la Fundación del Instituto Valenciano de Infertilidad (FIVI) han demostrado, por primera vez en la historia de la genética, la 'comunicación' entre gestante y embrión, suficiente para modificar el genoma del futuro bebé.
Este pionero trabajo, liderado por Felipe Vilella y Carlos Simón, confirmó la conocida como 'hipótesis Barker', que sostiene que la madre puede variar la información genética del hijo, incluso si el óvulo es de una donante o si se recurre a un vientre de alquiler (gestante subrogada).
Este descubrimiento es de gran importancia para aquellas madres que tienen que recurrir a la donación ovocitaria, ya que, aunque los genes no son directamente los suyos, sí podrán modularlos con su propia carga genética a través de la comunicación materno-embrionaria. También alerta a quienes optan por un vientre de alquiler sobre la importancia de la madre de sustitución y el papel que desempeña en el vínculo con el embrión.
Este hallazgo ha mostrado un intercambio entre endometrio y embrión, algo que ya se sospechaba por la coincidencia de algunos rasgos físicos entre madres e hijos de ovodonación, así como por la incidencia de enfermedades en los niños relacionadas con patologías maternas durante la gestación, como la obesidad o el tabaquismo.
Mecanismo de Comunicación Antes de la Implantación
La transmisión de moléculas entre gestante y embrión se produce antes de que este se implante en el endometrio. Cuando se produce la fecundación, el embrión tarda unos cinco días en trasladarse desde las trompas de Falopio hasta la cavidad uterina. Durante ese periodo de tiempo, la gestante secreta su líquido endometrial con información genética que es tomada por el embrión, modificando así su desarrollo. Esta información son microARNs que se internalizan al embrión y lo modifican transcripcionalmente, lo que hace que se expresen proteínas que favorecen su implantación. Es "como si la madre le dijera al embrión 'mi endometrio está listo'".
Esta 'comunicación' puede provocar que en el embrión se expresen o se inhiban funciones específicas, lo que explica la posible transmisión de diversas enfermedades como la diabetes o la obesidad. Conocer esta transmisión podría, en el futuro, permitir el desarrollo de estrategias para impedirla, rompiendo así la tendencia a que madres obesas tengan hijos obesos.
La Influencia del Ambiente Uterino en la Expresión Génica
La epigenética es importante a lo largo de toda la vida de un individuo, pero es especialmente significativa en el desarrollo temprano. En estos procesos, el papel de la madre gestante y el ambiente uterino es fundamental. Cuando el embrión se encuentra en el útero, se crea un vínculo madre-embrión, y desde el inicio del embarazo el código genético del futuro bebé se verá influenciado por las expresiones epigenéticas transmitidas por la madre.
La dieta de la madre, por ejemplo, es uno de los factores más conocidos y estudiados que influyen en la epigenética. El ser humano metaboliza los nutrientes que se extraen de los alimentos, y al metabolizarlos se obtienen moléculas que utiliza la epigenética para modular el ADN, generalmente silenciando genes. Nutrientes como el ácido fólico o la Vitamina B ayudan a la creación de estas moléculas.
Además, se ha demostrado que ciertas patologías maternas pueden transmitirse también dentro del útero, como la obesidad o la diabetes. Estudios demuestran que si la madre padece diabetes gestacional, el feto en desarrollo está expuesto a altos niveles de glucosa. El epigenoma de una persona determina las probabilidades de tener determinadas enfermedades, interviene en el carácter y podría mediar, incluso, en algunos rasgos físicos.
La epigenética adquirida en el útero puede tener consecuencias a largo plazo en la edad adulta de la descendencia. Pero, no solo eso, sino que estos cambios epigenéticos se pueden heredar y transmitirse a la generación siguiente. Así, las futuras hijas de las hijas, es decir, las nietas, también podrían desarrollar, por ejemplo, la diabetes gestacional, y así sucesivamente.
EPIGENÉTICA: ¿Por qué los GEMELOS NO son IGUALES?
Conflicto Genético Durante el Embarazo: Intereses Contrapuestos
Aunque a menudo se asume que el embarazo es un proceso cooperativo, existe un conflicto inherente entre los intereses genéticos de los padres y los del feto. Este conflicto, aunque suene dramático, es una parte normal del embarazo que influye en el crecimiento y desarrollo tanto durante la gestación como a lo largo de la vida del individuo. Sin embargo, si este conflicto no se controla, puede desempeñar un papel en las complicaciones del embarazo y en los trastornos del desarrollo.
Los genes que un feto obtiene de cada padre llevan instrucciones ligeramente diferentes para el desarrollo, creando planos contrastantes y a veces contradictorios sobre cómo construir el nuevo individuo. Las madres deben usar sus cuerpos para ayudar al feto a crecer, y los genes maternos no solo deben nutrir al feto actual, sino también mantener viva y saludable a la madre, asegurando recursos para posibles embarazos futuros (glucosa, proteínas, hierro, calcio, tiempo y energía).
Los genes del padre, en cambio, no tienen esta presión, ya que el padre actual puede no ser el de futuros hijos de la madre. Por lo tanto, la estrategia de los genes paternos es que el feto consuma tantos recursos como sea posible para maximizar su crecimiento.
Esta dinámica puede ilustrarse con la analogía del "batido": si los recursos de la madre son un batido limitado, los genes maternos desean que cada niño beba solo lo necesario para que el batido pueda compartirse entre todos los hijos actuales y futuros. Los genes paternos, sin embargo, alientan al feto a beber la mayor cantidad posible. Este "tira y afloja" genético se documenta en áreas como la profundidad de la implantación del embrión en el útero y la velocidad de crecimiento de la placenta y el feto.
Crecimiento Fetal y la Placenta
El crecimiento fetal es el centro del conflicto genético. Las investigaciones han revelado que la placenta, un órgano fetal responsable de todas las transferencias de recursos durante el embarazo, está dominada por genes expresados paternamente. Esta libera factores de crecimiento similares a la insulina, derivados del padre, que hacen que la madre sea menos sensible a su propia insulina y produce hormonas que aumentan la presión arterial materna. Ambas acciones incrementan la cantidad de recursos que el feto puede usar para crecer durante el embarazo, pero tienen el potencial de dañar la salud de la madre.
Conflicto Genético y Complicaciones del Embarazo
Si el conflicto genético no se controla, puede causar complicaciones en el embarazo para la madre y trastornos del desarrollo para el niño. Existe un consenso creciente entre los investigadores de que algunas de las complicaciones más conocidas, como la preeclampsia, la diabetes gestacional, los abortos espontáneos y los partos prematuros, pueden explicarse mejor por un conflicto genético no controlado.
Los tratamientos médicos actuales suelen ser reactivos, actuando solo cuando la mujer embarazada muestra signos de complicaciones. Sin embargo, comprender cómo el conflicto genético no controlado contribuye a estas complicaciones podría ofrecer una vía para desarrollar tratamientos proactivos y preventivos. Por ejemplo, aunque la diabetes gestacional se atribuye a un conflicto genético subyacente, el tratamiento se inicia solo cuando los niveles de azúcar en la sangre están elevados.
Las experiencias durante la pandemia de COVID-19, con una disminución drástica de nacimientos prematuros y un aumento de mortinatos y abortos espontáneos, ejemplifican la necesidad de más investigación sobre el conflicto genético para comprender cómo los cambios ambientales pueden influir en los resultados del embarazo.
Epigenética en la Ovodonación: Más Allá de la Genética Heredada
El número de ciclos de ovodonación en España ha aumentado considerablemente, con un incremento de más del 65% en diez años (de 9,000 ciclos en 2010 a más de 15,000 en 2020, según la Sociedad Española de Fertilidad, SEF). Este crecimiento se debe, entre otros motivos, a la maternidad cada vez más tardía y a la alta tasa de éxito del embarazo clínico por ovodonación en España, situada en torno al 60-70%.
A menudo, las mujeres que recurren a la ovodonación sufren el denominado "duelo genético", experimentando miedo, tristeza o frustración por el hecho de que su futuro bebé no llevará su carga genética. Sin embargo, tal como corroboran varios estudios recientes, durante el embarazo, madre e hijo establecen una conexión única donde intercambian información a través de la epigenética. La madre, a través de la epigenética, tiene la capacidad de influir en cómo el embrión utiliza su material genético, lo que afecta no solo al desarrollo prenatal, sino también al crecimiento y desarrollo futuro del niño.
Desde el inicio del embarazo, el código genético del futuro bebé se verá influenciado por las expresiones epigenéticas transmitidas por la madre. El entorno uterino es clave en cómo se expresan los genes del embrión y, por lo tanto, en su desarrollo. El ADN del embrión proporciona los ingredientes básicos, pero los factores ambientales en el útero (como la nutrición materna y el estrés) también afectan el resultado final. Por tanto, las mujeres embarazadas por ovodonación tienen una implicación clave en el desarrollo genético de su hijo, ya que en otro útero sería completamente diferente.