En medio de mucha especulación e investigación sobre cómo nuestra genética afecta la forma en que envejecemos, un estudio de la Universidad de California, Berkeley, ahora muestra que las diferencias individuales en nuestro ADN importan menos a medida que envejecemos y nos volvemos propensos a las enfermedades del envejecimiento, como la diabetes y el cáncer. .
En un estudio de los efectos relativos de la genética, el envejecimiento y el medio ambiente sobre cómo se expresan unos 20 000 genes humanos, los investigadores descubrieron que el envejecimiento y el medio ambiente son mucho más importantes que la variación genética al afectar los perfiles de expresión de muchos de nuestros genes a medida que obtenemos más viejo. El nivel en el que se expresan los genes, es decir, la actividad aumenta o disminuye, determina todo, desde nuestros niveles hormonales y metabolismo hasta la movilización de enzimas que reparan el cuerpo.
«¿Cómo influye tu genética, lo que obtuviste de tu donante de esperma y tu donante de óvulos y tu historia evolutiva, en quién eres, tu fenotipo, como tu altura, tu peso, si tienes o no una enfermedad cardíaca?» dijo Peter Sudmant, profesor asistente de biología integrativa de UC Berkeley y miembro del Centro de Biología Computacional del campus. «Se ha realizado una gran cantidad de trabajo en genética humana para comprender cómo la variación genética humana activa y desactiva los genes. Nuestro proyecto surgió al preguntarnos: ‘¿Cómo se ve influenciado por la edad de un individuo?’ Y el primer resultado que encontramos fue que tu genética en realidad importa menos a medida que envejeces».
En otras palabras, si bien nuestra composición genética individual puede ayudar a predecir la expresión génica cuando somos más jóvenes, es menos útil para predecir qué genes aumentan o disminuyen cuando somos mayores; en este estudio, mayores de 55 años. Los gemelos idénticos, por ejemplo, tienen el mismo conjunto de genes, pero a medida que envejecen, sus perfiles de expresión génica divergen, lo que significa que los gemelos pueden envejecer de manera muy diferente entre sí.
Los hallazgos tienen implicaciones para los esfuerzos por correlacionar las enfermedades del envejecimiento con la variación genética en los humanos, dijo Sudmant. Dichos estudios quizás deberían centrarse menos en las variantes genéticas que afectan la expresión génica cuando se persiguen objetivos farmacológicos.
«Casi todas las enfermedades comunes de los humanos son enfermedades del envejecimiento: Alzheimer, cánceres, enfermedades cardíacas, diabetes. Todas estas enfermedades aumentan su prevalencia con la edad», dijo. «Se han invertido enormes cantidades de recursos públicos en la identificación de variantes genéticas que te predisponen a estas enfermedades. Lo que muestra nuestro estudio es que, bueno, en realidad, a medida que envejeces, los genes tienen menos importancia para la expresión de tus genes. Entonces, tal vez , debemos ser conscientes de eso cuando tratamos de identificar las causas de estas enfermedades del envejecimiento».
Sudmant y sus colegas informaron sus resultados esta semana en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
La hipótesis de Medawar
Los hallazgos están en línea con la hipótesis de Medawar: los genes que se activan cuando somos jóvenes están más restringidos por la evolución porque son fundamentales para garantizar que sobrevivamos para reproducirnos, mientras que los genes que se expresan después de alcanzar la edad reproductiva están bajo una menor presión evolutiva. Entonces, uno esperaría mucha más variación en cómo se expresan los genes más adelante en la vida.
«Todos envejecemos de diferentes maneras», dijo Sudmant. «Mientras que los individuos jóvenes están más cerca unos de otros en términos de patrones de expresión génica, los individuos mayores están más separados. Es como una deriva en el tiempo a medida que los patrones de expresión génica se vuelven cada vez más erráticos».
Este estudio es el primero en observar tanto el envejecimiento como la expresión génica en una variedad tan amplia de tejidos e individuos, dijo Sudmant. Él y sus colegas construyeron un modelo estadístico para evaluar los roles relativos de la genética y el envejecimiento en 27 tejidos humanos diferentes de casi 1000 individuos y encontraron que el impacto del envejecimiento varía ampliamente, más de veinte veces, entre los tejidos.
«En todos los tejidos de su cuerpo, la genética importa aproximadamente en la misma medida. No parece que desempeñe un papel más importante en un tejido u otro tejido», dijo. «Pero el envejecimiento es muy diferente entre los diferentes tejidos. En la sangre, el colon, las arterias, el esófago, el tejido graso, la edad juega un papel mucho más importante que la genética en la conducción de los patrones de expresión de genes».
Sudmant y sus colegas también encontraron que la hipótesis de Medawar no es válida para todos los tejidos. Sorprendentemente, en cinco tipos de tejidos, genes importantes para la evolución se expresaron en niveles más altos en individuos mayores.
«Desde una perspectiva evolutiva, es contrario a la intuición que estos genes deberían activarse, hasta que observas de cerca estos tejidos», dijo Sudmant. Estos cinco tejidos son los que se renuevan constantemente a lo largo de nuestra vida y también producen la mayoría de los cánceres. Cada vez que estos tejidos se reemplazan, corren el riesgo de crear una mutación genética que puede conducir a una enfermedad.
«Creo que esto nos dice un poco sobre los límites de la evolución», dijo. «Tu sangre, por ejemplo, siempre tiene que proliferar para que vivas, por lo que estos genes súper conservados y muy importantes deben activarse tarde en la vida. Esto es problemático porque significa que esos genes van a ser susceptibles a sufrir mutaciones somáticas y excitarse para siempre de una manera mala y cancerosa. Entonces, nos da una pequeña perspectiva de cómo son las limitaciones de la vida. Pone límites a nuestra capacidad para seguir viviendo».
Sudmant señaló que el estudio indica indirectamente el efecto sobre el envejecimiento del entorno, que es el impacto de todo lo que no sea la edad y la genética: el aire que respiramos, el agua que bebemos, los alimentos que comemos, pero también nuestros niveles de ejercicio físico. El entorno representa hasta un tercio de los cambios en la expresión génica con la edad.
Sudmant está realizando análisis similares de los genes expresados en varios otros organismos (murciélagos y ratones) para ver en qué se diferencian y si las diferencias están relacionadas con las diferentes vidas de estos animales.
Los estudiantes graduados de UC Berkeley, Ryo Yamamoto y Ryan Chung, son los primeros coautores del artículo. Otros coautores son Juan Manuel Vázquez, Huanjie Sheng, Philippa Steinberg y Nilah Ioannidis. El trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales (R35GM142916) de los Institutos Nacionales de Salud.
