Tanto la genética como el ambiente juegan un papel en la metilación del ADN y por lo tanto en la expresión de ciertos genes

Un nuevo estudio liderado por ISGlobal, centro impulsado por la Fundación “la Caixa”, muestra que tres inversiones genéticas frecuentes en la población europea tienen patrones específicos de metilación del ADN, y que el conjunto de exposiciones ambientales en las primeras etapas de vida puede modificar dichos patrones. Estos resultados sugieren que los portadores de ciertas inversiones genéticas podrían ser más susceptibles - o estar mejor protegidos- de ciertas enfermedades cuando están expuestos a ciertos factores ambientales.

Las inversiones genéticas son segmentos de ADN de tamaño variable (desde un fragmento de gen hasta una porción grande del cromosoma) que, como su nombre lo indica, están invertidos. Es decir, están en el sentido contrario de lo que esperaríamos. Algunas inversiones en ciertos cromosomas son bastante frecuentes, y se han asociado con múltiples enfermedades complejas, incluyendo la obesidad. Esto se debe seguramente a que las inversiones pueden afectar la expresión de los genes que se encuentran dentro o alrededor de la inversión. Otro elemento que regula si un gen se expresa más o menos es la metilación (grupos metilo que se añaden a la molécula de ADN), y ahora se sabe que los factores ambientales pueden influir sobre el grado de metilación de un gen.

“Sin embargo, hasta ahora no sabíamos si las inversiones genéticas se asocian con patrones de metilación diferentes, y si dichos patrones se ven afectados por la exposición a factores ambientales durante la infancia,” explica Juan Ramón González, investigador de ISGlobal y coordinador del estudio.

En este estudio, González y su equipo usaron muestras de sangre de más de 1000 niñas y niños entre 6 y 11 años de edad de la cohorte europea HELIX (España, Reino Unido, Francia, Lituania, Noruega y Grecia) para estudiar los patrones de metilación asociados a tres inversiones frecuentes (en los cromosomas 8, 16 y 17) en la población europea (donde tienen una frecuencia del 55,7%, 35,7% y 22%, respectivamente). En segundo lugar, usaron datos individuales sobre 64 exposiciones ambientales en las primeras etapas de vida para determinar si dichas exposiciones tenían un impacto sobre la metilación según el sentido de la inversión.

Los resultados muestran que las tres inversiones se asocian significativamente con diferencias en la metilación, y que esto conduce a diferencias en la expresión de varios genes. “Los resultados fueron similares con muestras de tejido cardíaco prenatal, lo cual sugiere que el efecto de las inversiones sobre la metilación se mantiene entre tejidos y a lo largo de la vida,” dice Alejandro Cáceres, coautor del estudio. En cuanto a las interacciones con exposiciones ambientales, el equipo investigador encontró asociaciones significativas con exposición a metales, dieta, fenoles y pesticidas organoclorados. Por ejemplo, los menores con la inversión en los dos cromosomas 8 (inv8p23.1) y un mayor consumo de carne tenían una metilación más elevada en un gen (llamado TDH) asociado al riesgo de obesidad en adultos. “De hecho, las tres cosas (el gen, la inversión y el consume de carne) se han asociado de manera independiente a la obesidad en adultos,” comenta Natalia Carreras-Gallo, primera autora del estudio.

“Nuestros resultados apoyan la noción de que las inversiones genéticas, al modificar el contexto genético, pueden cambiar la manera en que las exposiciones ambientales afectan el desarrollo infantil. Así, las o los portadores de dichas inversiones pueden ser más susceptibles a, o estar más protegidos de, una enfermedad cuando se exponen a ciertos factores ambientales,” añade la investigadora.  Estos resultados abren camino para entender algunas enfermedades complejas como la obesidad, las enfermedades autoinmunes o las neurodegenerativas. 

Referencia

Carreras-Gallo N, Cáceres A, Balagué-Dobón, L, et al. The early-life exposome modulates the effect of polymorphic inversions on DNA methylation. Communications Biology. 2022. https://doi.org/10.1038/s42003-022-03380-2