Supongamos que el ADN es el gran libro de recetas de nuestro cuerpo y que nuestros genes describen paso a paso cada una de esas recetas. En esta analogía, la epigenética sería la forma en que nuestro cuerpo agrega notas adhesivas a esas recetas para cambiar la forma en que ejecutamos un determinado paso u omitirlo.
Dicho de otro modo, la epigenética es un campo emergente de la ciencia que estudia los cambios hereditarios causados por la activación y desactivación de los genes que no implican modificaciones en la secuencia de ADN.
Volviendo al recetario, la perfección del resultado –ya sea un pastel de limón o un bœuf bourguignon– no solo dependerá de la calidad de los ingredientes o de nuestras habilidades culinarias. También influye lo que indiquen esas notas adhesivas.
Gracias a la epigenética, nuestro cuerpo puede cambiar la expresión genética a lo largo de la vida. Lo hace, entre otros mecanismos, usando pequeños marcadores químicos que se agregan o restan de la secuencia del ADN en función del ambiente, de nuestras experiencias y de lo que heredamos de nuestros padres.
Uno de los cambios más importantes es la llamada metilación, que añade un grupo químico (metilo) a la molécula de ADN. Y parece guardar relación directa con cómo y por qué envejecemos. Resulta que, con la edad, disminuye de forma generalizada la metilación, aumentando el riesgo de encender genes que expresan deterioro y enfermedades. Por eso, conocer la cantidad y lugares de metilación del ADN podría ser una forma útil de “medir” el envejecimiento.
Relojes epigenéticos y edad biológica
Los relojes epigenéticos son análisis moleculares que cuantifican con bastante precisión el envejecimiento. Para ello, usan fórmulas matemáticas que identifican unas porciones del ADN llamadas islas CpG. Concretamente, estas fórmulas detectan cuáles de estas islas están metiladas y cuáles no. Cuando acumulamos muchas islas CpG que no están metiladas, se inactivan genes protectores a la vez que se activan genes que comportan daño para la salud y acortan la expectativa de vida.
Existen diferentes tipos de relojes. Unos que predicen mejor la edad biológica en animales y otros en humanos. Algunos admiten un mayor repertorio de células y tejidos para extraer ADN. Finalmente, hay relojes epigenéticos que podrían pronosticar el riesgo de morir o de padecer alguna enfermedad neurodegenerativa.
Tales diferencias no deben desviarnos de una cuestión fundamental: los relojes epigenéticos pueden ayudarnos tanto a desentrañar los mecanismos moleculares que aceleran o ralentizan el envejecimiento como a identificar los factores que aumentan su velocidad. De este modo, podemos plantear intervenciones que permitan desacelerar e incluso revertir este proceso.
El reloj epigenético que mejor predice la edad en seres humanos fue diseñado por Steve Horvath en 2013. Horvath no estaba interesado en describir patrones de metilación asociados a la edad. En realidad, quería asociarlos a preferencias sexuales. Pero los caminos de la ciencia son misteriosos y terminó creando el estándar más preciso para medir la edad biológica. Para diseñarlo, analizó 8.000 muestras de 51 tipos de tejidos y células.
Algunos relojes epigenéticos están disponibles para uso comercial. Solamente necesita recolectar tres gotitas de sangre, enviarlas al laboratorio y en cinco semanas conocerá su edad biológica. No se sorprenda si esta no coincide con la edad que indica su documento de identidad. Los relojes epigenéticos han revelado que edad cronológica y edad biológica no son sinónimos: los años transcurridos desde que nacemos pueden diferir de nuestra edad determinada por el grado de deterioro de nuestras células y órganos.
La obesidad acelera el reloj
Según un viejo dicho, “los excesos de nuestra juventud son letras de cambio emitidas en contra de nuestra edad, que pagamos con intereses 30 años más tarde”. Si edad biológica y edad cronológica marcan ritmos distintos podría deberse a que las consecuencias de tales excesos se han presentado anticipadamente. De hecho, quienes tienen sobrepeso u obesidad cruzan mucho antes el umbral de las enfermedades crónicas que las persona con un peso saludable.
Aunque el envejecimiento es un proceso normal y natural, la acumulación de daño degenerativo no se da solo en personas en edad avanzada. La obesidad enciende las mismas señales biológicas que se atribuyen al paso del tiempo y podría ser un factor que acelera el envejecimiento.
Varios estudios que han usado relojes epigenéticos muestran que la obesidad cambia la expresión génica en varios órganos, tejidos y células, incluyendo el hígado y los leucocitos (o glóbulos blancos). De hecho, esto ocurre en personas de poco más de 40 años cuando tienen obesidad.
¿Podemos ralentizar el reloj?
Uno de los grandes hallazgos de los relojes epigenéticos tiene que ver con la posibilidad de reajustar el epigenoma. A diferencia de las mutaciones, las metilaciones son cambios potencialmente reversibles. Esto abre la puerta a intervenciones que permitan regular el ritmo del envejecimiento.
El control de la ingesta alimentaria ha mostrado efectos positivos en la longevidad y vuelve a poner de manifiesto los beneficios de una dieta baja en calorías, pero suficiente en el aporte de nutrientes. Es más, la restricción calórica es una de las manipulaciones nutricionales más eficaces con efectos sobre el epigenoma, dando como resultado una vida más prolongada y saludable.
No obstante, la restricción calórica crónica no es sencilla de implementar en humanos, pues conlleva una reducción de la ingesta de entre el 10 % y el 40 % mientras se mantienen todos los requerimientos nutricionales. Como alternativa, algunos científicos proponen el ayuno intermitente.
Por la misma razón, la mayor cantidad de evidencia sobre los efectos de este formato alimentario en los relojes epigenéticos procede de modelos de roedores. Se trata de modelos de envejecimiento bien conocidos que pueden generar nuevos conocimientos sobre las relaciones entre marcadores epigenéticos e intervenciones diseñadas para aumentar la expectativa de vida saludable y que no pueden realizarse fácilmente en humanos. Seis investigaciones han usado reloj epigenético en roedores y en cinco los animales intervenidos eran más jóvenes respecto a su edad epigenética que los animales no intervenidos.
El siguiente desafío será trasladar estos hallazgos a seres humanos de todas las edades e identificar ventanas de tiempo en las diferentes intervenciones que sean especialmente beneficiosas para extender la expectativa de vida saludable.
* María Paulina Correa es profesora asociada de Epidemiología en la Universidad de Chile.
* Christian Gonzalez-Billault es neurobiólogo celular y molecular en la Universidad de Chile.