Un estudio revolucionario ha revelado que el ADN de los padres no solo transmite la longitud de los telómeros a su descendencia, sino que los modifica activamente durante los primeros días de vida, influyendo en cómo envejecemos y nuestro riesgo de desarrollar enfermedades como el cáncer.
¿Qué son los telómeros?
Los telómeros son secuencias repetitivas de ADN en los extremos de los cromosomas que, como las puntas de plástico de los cordones de zapatos, protegen contra el desenrollamiento y el desgaste de nuestra información genética. Sin embargo, cada vez que una célula se divide y el ADN se replica, esas capas protectoras se acortan un poco, llegando eventualmente a un punto donde la división celular se detiene.
Este estado, llamado senescencia celular, ha sido vinculado a enfermedades como el cáncer. Tradicionalmente, los científicos creían que la longitud de los telómeros era un rasgo poligénico (controlado por múltiples genes) o se transmitía directamente a la descendencia a través de los espermatozoides y óvulos parentales.
El descubrimiento revolucionario
Investigadores de la Universidad de Pennsylvania (UPenn) que buscaban entender cómo se hereda la longitud de los telómeros descubrieron otro factor crucial: un «efecto de origen parental» que influye en cómo los telómeros se alargan o acortan activamente durante el desarrollo embrionario temprano.
«Queríamos preguntar cómo se heredan realmente los telómeros», dijo Michael Lampson, profesor de biología en UPenn y coautor correspondiente del estudio. «¿Es solo la secuencia de ADN del telómero que heredas de tus padres, o está determinada por los genes que regulan los telómeros? Lo que encontramos no encaja perfectamente en ninguna de las dos categorías».
Experimentos controlados en ratones
Los investigadores realizaron experimentos controlados cruzando cepas de ratones con longitudes de telómeros muy diferentes (largos vs cortos) en ambas direcciones. Midieron la longitud de los telómeros en embriones desde la etapa de dos células en adelante, y en la descendencia adulta usando una técnica de imagen de ADN llamada FISH (hibridación fluorescente in situ).
También buscaron signos moleculares de un proceso llamado alargamiento alternativo de telómeros (ALT), un mecanismo de extensión de telómeros que no depende de la enzima habitual, la telomerasa.
Resultados sorprendentes
Los investigadores encontraron que la longitud de los telómeros de la descendencia no era un promedio de la longitud de los telómeros de los padres:
- Cuando los telómeros paternos eran largos y los maternos cortos: los telómeros del embrión se alargaron rápidamente
- En el cruce opuesto (maternos largos más paternos cortos): los telómeros se acortaron
- Si ambos padres tenían longitudes similares: los telómeros se mantuvieron igual
Implicaciones en el desarrollo temprano
Estos cambios se observaron extremadamente temprano. Las diferencias en la longitud de los telómeros ya estaban presentes en la etapa de dos células del embrión, antes de que los propios genes del embrión estuvieran activos. Esto demuestra que el efecto es desencadenado por las contribuciones parentales, no por el genoma del embrión.
Los embriones donde los telómeros se alargaron mostraron signos de actividad ALT, que se activó solo cuando había una discrepancia en las longitudes de los telómeros parentales. Se observó también que los cromosomas maternos y paternos tenían marcas epigenéticas distintas que parecen influir en si ALT se activa.
«Cuando las personas estudian ALT en células cancerosas, ya ha estado ocurriendo durante muchas generaciones», explicó Mia Levine, profesora asociada de biología en UPenn. «Pero en embriones, podemos atrapar ALT en su iniciación misma, en las primeras divisiones celulares. Eso nos da una ventana a cómo esta vía se activa naturalmente».
Conexiones con el cáncer
La telomerasa normalmente agrega ADN a los telómeros, ayudando a mantener su longitud. Sin embargo, mientras la mayoría de las células dejan de producir telomerasa después del desarrollo temprano, muchas células cancerosas pueden reactivarla.
La mayoría de los cánceres (85% al 90%) utilizan la telomerasa reactivada para lograr la división celular ilimitada necesaria para el crecimiento tumoral. ALT es un mecanismo alternativo distinto que algunas células usan para extender telómeros mediante recombinación de ADN en lugar de telomerasa, utilizado por la minoría de cánceres restantes (10% al 15%).
Relevancia para humanos
Este «efecto de origen parental» observado en ratones es consistente con patrones que los científicos han visto en humanos. Por ejemplo, los hijos de padres mayores tienden a tener telómeros más largos que los hijos de padres más jóvenes.
«Desentrañar por qué eso sucede es difícil, porque los estudios humanos están confundidos por muchos factores: dieta, tabaquismo, estrés, estilo de vida», señaló Levine. «Por eso recurrimos a un modelo animal controlado para probar estas ideas directamente».
Limitaciones del estudio
Aunque prometedores, los resultados tienen limitaciones:
- Diferencias entre especies: Al ser un estudio en ratones, los resultados podrían no traducirse completamente a humanos
- Condiciones controladas: La reproducción controlada elimina los efectos ambientales como estrés y dieta que podrían influir en los telómeros en situaciones reales
Implicaciones futuras
Los hallazgos del estudio tienen implicaciones significativas para el mundo real:
- Predicción de riesgo: Conocer cómo se hereda la longitud de los telómeros podría mejorar la predicción de riesgo para condiciones relacionadas con la edad
- Medicina regenerativa: Aprender a controlar la longitud de los telómeros temprano en el desarrollo podría llevar a nuevos enfoques para medicina regenerativa
- Tratamientos de fertilidad: Nuevas aplicaciones en tratamientos de fertilidad
Próximos pasos
Los investigadores planean determinar si sus resultados se aplican también a los humanos.
«Del lado humano, ahora estamos aprovechando la secuenciación genómica de lectura larga», dijo Levine. «Eso nos permite observar directamente los telómeros en tríos familiares (mamá, papá e hijo) para preguntar si los mismos efectos de origen parental que vimos en ratones son detectables en humanos».
El estudio fue publicado en la revista Current Biology y representa un avance significativo en nuestra comprensión de cómo la herencia genética influye en el envejecimiento y la susceptibilidad a enfermedades desde las etapas más tempranas del desarrollo.
