Tant la genètica com l'ambient juguen un paper en la metilació de l'ADN i per tant en l'expressió de certs gens

Un nou estudi liderat per ISGlobal, centre impulsat per la Fundació “la Caixa”, mostra que tres inversions genètiques freqüents en la població europea tenen patrons específics de metilació de l'ADN, i que el conjunt d'exposicions ambientals en les primeres etapes de vida pot modificar aquests patrons. Aquests resultats suggereixen que qui porta aquestes inversions genètiques podria ser més susceptible -o estar més ben protegit- de certes malalties quan està exposats a una sèrie de factors ambientals.

Les inversions genètiques són segments d'ADN de grandària variable (des d'un fragment de gen fins a una porció gran del cromosoma) que, com el seu nom indica, estan invertits. És a dir, estan en el sentit contrari del que esperaríem. Algunes inversions en cromosomes són bastant freqüents, i s'han associat amb múltiples malalties complexes, incloent l'obesitat. Això es deu segurament al fet que les inversions poden afectar l'expressió dels gens que es troben dins o al voltant de la inversió. Un altre element que regula si un gen s'expressa més o menys és la metilació (grups metil que s'afegeixen a la molècula d'ADN), i ara se sap que els factors ambientals poden influir sobre el grau de metilació d'un gen.

“No obstant això, fins ara no sabíem si les inversions genètiques s'associen amb patrons de metilació diferents, i si aquests patrons es veuen afectats per l'exposició a factors ambientals durant la infància,” explica Juan Ramón González, investigador d’ISGlobal i coordinador de l'estudi.

En aquest estudi, González i el seu equip van usar mostres de sang de més de 1.000 nenes i nens d'entre 6 i 11 anys d'edat de la cohort europea HELIX (Espanya, el Regne Unit, França, Lituània, Noruega i Grècia) per estudiar els patrons de metilació associats a tres inversions freqüents (en els cromosomes 8, 16 i 17) en la població europea (on tenen una freqüència del 55,7%, 35,7% i 22%, respectivament). En segon lloc, van usar dades individuals sobre 64 exposicions ambientals en les primeres etapes de vida per determinar si aquestes exposicions tenien un impacte sobre la metilació segons el sentit de la inversió.

Els resultats mostren que les tres inversions s'associen significativament amb diferències en la metilació, i que això condueix a diferències en l'expressió de diversos gens. “Els resultats van ser similars amb mostres de teixit cardíac prenatal, la qual cosa suggereix que l'efecte de les inversions sobre la metilació es manté entre teixits i al llarg de la vida,” diu Alejandro Càceres, coautor de l'estudi. Quant a les interaccions amb exposicions ambientals, l'equip investigador va trobar associacions significatives amb exposició a metalls, dieta, fenols i pesticides organoclorats. Per exemple, els menors amb la inversió en els dos cromosomes 8 (inv8p23.1) i un major consum de carn tenien una metilació més elevada en un gen (anomenat TDH) associat al risc d'obesitat en adults. “De fet, les tres coses (el gen, la inversió i el consum de carn) s'han associat de manera independent a l'obesitat en adults,” comenta Natalia Carreras-Gallo, primera autora de l'estudi.

“Els nostres resultats donen suport a la noció que les inversions genètiques, en modificar el context genètic, poden canviar la manera en què les exposicions ambientals afecten el desenvolupament infantil. Així, les o els portadors d'aquestes inversions poden ser més susceptibles a, o estar més protegits d'una malaltia quan s'exposen a certs factors ambientals,” afegeix la investigadora. Aquests resultats obren camí per entendre algunes malalties complexes com ara l'obesitat, les malalties autoimmunes o les neurodegeneratives.

Referència

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