viernes, 5 de febrero de 2021

Causas genéticas, y genómicas, de la intersexualidad

Volver al blog, aunque sin tiempo, es reclamar un espacio para expresarme con mayor libertad, la libertad de saber que no se leerá ni atropellará esto con la allanadora de la corrección política, y es que para mí la intesexualidad es un fenómeno que no está bien entendido por los colectivos lgtbiq, a pesar de que la "i", efectivametne, es la inicial de intersex. 

¿Por qué? Porque para entender a estas personas hay que comprender que no hay ninguna decisión consciente por su parte, nacen así. Diferente es que hablemos de su orientación sexual y de cómo se entienden ellos como personas sexuales, en esto sí hay un nivel de reivindicación que se puede adscribir, o no, a las personas representadas por este colectivo. 

La biología es la ciencia de la complejidad, y ya conoceis la teoría del caos

, las cosas no siempre salen como se espera.

La diferenciación sexual es el proceso anatómico y fisiológico desde la concepción hasta la pubertad en el que se adquieren las características sexuales de uno de los dos sexos:

  • En primer lugar se establece el "sexo cromosómico" y genético del cigoto. Aparte de los cromosomas sexuales (XX en mujeres, XY en hombres), hay numerosos genes que tienen un peso muy activo en el proceso de diferenciación.
  • Hacia las 5 semanas de vida intrauterina (ó 3 semanas después de la ovulación) comienza la diferenciación de las gónadas hacia testículos u ovarios, el "sexo gonadal". Contrariamente a la creencia tan extendida de que los embriones se diferenciarían hacia hembra, o niña, en ausencia de genes "pro-niño", lo cierto es que en un primer momento el embrión desarrolla unas gónadas bipotenciales, y una cascada de genes interviene en que estas gónadas se diferencien en ambos sexos. En realidad este proceso termina en la pubertad.
  • Una vez las gónadas han adquirido cierto desarrollo y diferenciación, se inicia la diferenciación de los conductos y genitales que correspondan a un niño o niña, es el "sexo fenotípico". Para ello es importante la acción de las gónadas que generan hormonas y del ambiente hormonal del propio útero debido al equilibrio hormonal de la madre. Este proceso comienza hacia las 7 semanas de gestación (ó 5 semanas después de la ovulación). En realidad, este proceso termina en la pubertad.

La intersexualidad, o como se denomina en los artículos médicos "anomalías de la diferenciación sexual" ("disorders of sexual development" en inglés, de donde viene el acrónimo DSD que es en realidad lo que se emplea más a menudo en papers) se produce cuando hay discordancia de algún grado entre sexo genético/cromosómico-sexo gonadal- y sexo fenotípico.

"Intersexualidad" es una palabra muy amplia que alude a multitud de condiciones diferentes cuyo nexo en común es esta discrepancia. Es un asunto verdaderamente complejo, para dar una idea resulta un tabú en nuestra sociedad, muchas personas con estas condiciones han sufrido acoso, y algunos activistas por los derechos de los intersexuales defienden, muchas veces, que se hable de esto sin usar términos médicos (cosa imposible en lo que se refiere a los objetivos de esta respuesta que por lo demás pretende ser absolutamente respetuosa). Hasta el momento hay descritas 50 combinaciones diferentes de cromosomas/genitales/fenotipo que se pueden identificar como intersexualidad.

Se conocen al menos 40 genes ligados a este fenómeno.

En la imagen de abajo (tomada de aquí

) se muestran los genes que tienen un papel más fuerte en la formación de la gónada embrionaria indiferenciada / bipotencial y su diferenciación a ovario (rojo) o testículo (azul).

¿Por qué se producen los casos de intersexualidad?

Una diferenciación sexual normal depende de un delicadísimo equilibrio entre el control genético de los genes necesarios para la misma, las hormonas producidas por las gónadas cuando comienzan a funcionar y el ambiente hormonal del propio útero y de las enzimas que controlan la producción de estas hormonas.

Etapas de la diferenciación

La incidencia de la intersexualidad es del 0, 05% - 0,07% de los nacimientos. Pero hay que considerar que muchas formas de intersexualidad no se hacen patentes hasta la pubertad. Algunos autores estiman que un 1,7% de los humanos presentan algún grado de intersexualidad. [1]Este extremo es difícil de comprobar porque la intersexualidad es un gran tabú y porque en muchos casos no se llega a descubrir.


Clasificación de las condiciones de intersexualidad. Sistema DSD ó ASD

Hasta 2006 se empleaban diferentes nomenclaturas, en muchos países se usaban términos como "hermafroditismo" y "pseudohermafroditismo" que podían ser muy deningrantes para estas personas (imaginad el golpe emocional para una chica que vaya al médico porque no le viene la menstruación, y termine con un diagnóstico de pseudohermafroditismo masculino. En 2006 se propuso un nuevo sistema de clasificación con el nombre genérico de "trastornos de la diferenciación sexual" [ASD] o "anomalías de la diferenciación sexual", en inglés el término es "disorders of sexual development" [DSD]. Generalmente se usan los acrónimos DSD y también ASD. Se usa a menudo la expresión "disgenesia gonadal" que alude a anomalías en el desarrollo y anatomía de las gónadas (testículos y ovarios).

La notación 46, XX o 46, XY implica tener 46 cromosomas (lo normal en humanos) con dos cromosomas sexuales (XX en mujeres, XY en hombres). Si una persona presenta monosomía del X, sería 45, X.

  • DSD de origen cromosómico. Agrupa a las condiciones DSD originadas por anomalías en el número de los cromosomas sexuales.
  • DSD 46, XY. Agrupa a las condiciones DSD de personas con cariotipo normal masculino.
  • DSD 46, XX. Condiciones DSD de personas con cariotipo normal femenino.

A pesar de existir este sistema de clasificación es importante señalar que el abanico de condiciones DSD casi supone un contínuo, hay un amplio espectro de condiciones intermedias. Además, personas con fenotipos muy parecidos pueden caer en categorías o subcategorías diferentes DSD.


1 ) DSD de origen cromosómico

El término mosaico o mosaicismo implica que una persona tiene diferente dotación génica en diferentes células. Esto ocurre con cierta frecuencias en casos de trisomías, en los que en algunas células se inhibe uno de los cromosomas extras. Estas personas proceden de un solo cigoto.

El término quimerismo implica que también que una persona tiene diferente dotación génica en diferentes células … pero porque esa persona procede de la unión de dos embriones en el útero. A estas personas también se les llama quimeras.

Taylor Muhl

es una modelo que explota su condición de quimerismo, como se puede ver cada mitad del cuerpo tiene dos colores de piel completamente diferentes. En el caso de Taylor no hay intersexualidad, pero da una idea de cómo una sola persona puede proceder de dos cigotos diferentes. Eso sí, el quimerismo es extraordinariamente poco frecuente.

Incluye:

  • Síndrome de Turner (45, X) y sus variantes y Síndrome de Klinefelter (47, XXY) y sus variantes.
  • 45, X/46, XY (También descrita como disgenesia gonadal mixta, dsd ovotesticular)
  • 46, XX/46, XY (DSD quimérico, ovotesticular)

Síndrome de Turner: Un solo cromosoma X, o mosaicos XX/X (en un 30% de los casos[2]). Afecta únicamente a mujeres. Provoca baja estatura y falta de desarrollo de los caracteres sexuales secundarios, tienen un aspecto infantil cuando están en edad adulta.

Síndrome de Klinefelter: tienen un cromosoma X extra (XXY) o son mosaicos 46,XY/47,XXY. La variante mosaico generalmente provoca síntomas más leves. Son hombres, generalmente altos, que tienen un bajo desarrollo de las gónadas y los órganos sexuales. Pueden presentar bajo tono muscular, ginecomastia (senos agrandados) entre otros síntomas.

Disgenesia gonadal mixta: son personas con mosaicismo 45 X/46XY. Presentan un testículo en un lado y una gónada indiferenciada en el otro. El fenotipo es masculino en el 30% de los pacientes y femenino en el 60%[3]. La localización testicular suele ser intraabdominal, aunque puede ser también escrotal (13%)[4]. Estas personas pueden tener también vagina, útero y al menos una trompa de Falopio.

DSD quimérico, ovotesticular: A esto en muchos países y durante muchísimo tiempo se le ha llamado "hermafroditismo verdadero". Por suerte, esta terminología está obsoleta. Tienen tejido gonadal de los dos tipos, pueden tener un ovario y un testículo pero es mucho más común que presenten un ovotestis

que es una gónada con tejido de ambos tipos, en un lado o en los dos.

Respecto al fenotipo de las personas, su apariencia puede ser masculina o femenina. No hay casos documentados en los que funcionen simultáneamente ambos tipos de tejido gonadal.

Se evidencian subdivisiones del hermafroditismo verdadero de acuerdo a la ubicación del tejido gonadal, entre las cuales tenemos: la forma lateral (un ovario

en un lado y un testículo

en el otro), la forma unilateral (ovotestis en un lado y un testículo u ovario en el otro) y la forma bilateral (en la cual los dos lados muestran tejido ovárico y testicular u ovotestis).[5]

En ocasiones son fértiles, desde 2010 se han registrado al menos 11 casos reportados de fertilidad en seres humanos "hermafroditas verdaderos" en la literatura científica. Pero no alimentemos el dañino rumor de que se pueden perjudicar a sí mismos, esto es imposible anatómicamente y además nunca les funcionan simultáneamente ambas gónadas.


2) DSD 46, XX

Aquí se incluye un amplio rango de condiciones en las que aparece disgenesia gonadal, genitales externos de apariencia masculinizada (clítoris hipertróficos, los labios vaginales pueden estar fusionados, etc) con presencia o no de todos los órganos internos femeninos en personas que tienen un cariotipo femenino normal. Anteriormente se le denominó pseudohermafroditismo femenino.

Hiperplasia suprarrenal congénita: Es la causa más frecuente, que explica alrededor del 40–45% de los casos de DSD 46XX. Suelen tener todos los órganos internos femeninos pero generalmente la consulta sobre el sexo se realiza por un clítoris hipertrófico.

Las glándulas suprarrenales están situadas encima de los riñones -de ahí su nombre- y producen hormonas sexuales y cortisol en procesos controlados por enzimas.

En la hiperplasia suprarrenal congénita el feto no produce suficiente cortisol porque tiene mutaciones que le impiden segregar las enzimas que median este proceso. Las glándulas suprarrenales tienen que trabajar más para generar el cortisol, por lo que se vuelven hipertróficas, y como efecto secundario producen demasiada testoterona, andrógeno que produce los cambios que se han descrito arriba. Además de esto, las suprarrenales están implicadas en el control del equilibrio metabólico del cuerpo.

Los genes que se asocian con esta condición son sobre todo CYP21 (cromosoma 7) y CYP11 (cromosoma 11). Se trata de mutaciones de estos genes de herencia recesiva. Es un fenómeno de herencia recesiva. Cuando la hiperplasia está ligada al gen CYP21, puede darse una variante de la hiperplasia más peligrosa que conduce a síntomas de deshidratación e hipotensión en las primeras semanas de vida por un déficit de aldosterona.

Ambiente hormonal en el útero: Determinados medicamentos, como algún anticonceptivo oral, pueden llevar a un exceso de andrógenos (hormonas masculinas) que son absorbidas por el feto y provoca estos efectos de "virilización" de la anatomía genital de las niñas. En otros casos el origen del exceso de andrógenos son tumores de la madre, el caso más frecuente es el de tumores ováricos virilizantes, también se da por tumores en las suprarrenales de la madre que lleven a superproducción de andrógenos.

Deficiencia de la enzima aromatasa: La aromatasa es esencial para la producción de estrógenos. Mientras en las causas anteriores sobraban andrógenos, lo que ocurre aquí es que el feto produce pocos estrógenos. Se debe a mutaciones en el gen CYP19 (cromosoma 15) que lo hacen menos funcional. Se trata de otro fenómeno de herencia recesiva.

En estos casos se puede provocar una virilización aparente de los genitales femeninos en las niñas recién nacidas, pero también es frecuente que se descubra en la pubertad, por la ausencia de la regla.

DSD 46 XX de origen directamente genético

A menudo se describe como síndrome de la Chapelle

(ó síndrome XX masculino). En el 90% de los casos se debe a que tienen un fragmento de cromosoma Y con el gen SRY (fundamental para iniciar la diferenciación hacia sexo masculino) incluído. Este gen a su vez actúa sobre otros, denominados "mediadores" para completar el proceso.

Fuente

de la imagen.

En el resto de los casos, la explicación es más sorprendente aún. En un estudio

, publicado en Nature Communications por investigadores del Instituto de Investigación Infantil Murdoch (Australia), ha identificado el mecanismo de uno de esos mediadores de la acción del gen SRY. Se trata del gen SOX9, activado por SRY y que produce un factor de transcripción, es decir, un estimulador de la expresión de otros genes. Así, SOX9 es un eslabón en una de esas cadenas, en concreto la que lleva al desarrollo de los genitales masculinos. Si se rompe ese eslabón, la cadena no funciona y los testículos no se desarrollan. Si por el contrario ese eslabón se multiplica, se favorece el desarrollo de los testículos cuando no debería ocurrir, incluso sin la presencia del SRY[6]. El gen SOX9 no se ubica en los cromosomas sexuales sino en el cromosoma 17. Por supuesto no es el primer caso conocido de control del sexo a través de genes situados en cromosomas que no son los sexuales, pero sirve para reforzar la idea de que el sexo no solo está en los cromosomas sexuales.

El grado de masculinización varía, estas personas pueden considerarse a sí mismos como varones y en alguna ocasión descubren esta condición consultando problemas de fertilidad.[7]

Otro gen que se ha propuesto como causa de este fenotipo masculino con genoma femenino es el DAX1 en el cromosoma X[8].

Fuente de la imagen: Pseudohermaphroditism - an overview

Ejemplos de intersexualidad. El grado de feminización o masculinización varía entre los individuos. (A) SIA total: en el síndrome de insensibilidad androgénica completa (SIA), los cromosomas sexuales XY y los testículos están presentes, pero las células no responden a la testosterona, lo que da como resultado una apariencia feminizada. (B) SIA parcial; Una respuesta reducida a los resultados de testosterona en la feminización parcial de los individuos XY. (C) La deficiencia de 5α-reductasa resulta de la incapacidad de las células para convertir la testosterona en DHT. Los genitales externos masculinos, que responden a la DHT, no se desarrollan completamente en la infancia, pero el aumento de andrógenos en la pubertad masculiniza a estos individuos, y generalmente cambian la identidad de género de mujer a hombre. (D) XX hembras cuyas glándulas suprarrenales en desarrollo son deficientes en la producción de esteroides suprarrenales producen un exceso de andrógenos que masculiniza a las niñas.


3) DSD 46, XY:

Para formar los genitales masculinos, el feto ha de tener un equilibrio adecuado de hormonas masculinas y femeninas durante su desarrollo.

Disgenesia gonadal 46, XY: Se relaciona con los genes SRY, SOX9, NR5A1, WT1, DHH, etc. Prácticamente todos los genes que influyen en la diferenciación hacia fenotipo masculino pueden ser origen de la disgenesia.

a) Síndrome de Swyer o disgenesia testicular bilateral. No tienen el gen SRY o sus receptores. Las gónadas no se diferencian hacia testículos y pueden tener anatomía femenina externa e interna.

Fuente de la imagen

b) Agonadia ó síndrome de regresión testicular. Sería el equivalente a la síndrome de la Chapelle explicado más arriba. Herencia recesiva vinculada al cromosoma X.

c) Anorquia.

d) Agenesia de las células de Leydig: Los testículos no presentan células de Leydig (encargadas de la producción de testoterona). Presentan aspecto femenino. Se ha relacionado con resistencia a la hormona LH por inactivación del receptor de la LH.

e) Persistencia de los derivados mullerianos, a veces se lo describió como pseudohermfroditismo interno. Tienen fenotipo externo masculino pero con resto del útero, tercio superior de la vagina y trompas de Falopio en el abdómen, en un saco herniario. Se creen que se heredan recesivamente por cromosomas no sexuales. Suele provocar infertilidad.

Insensibilidad a los andrógenos: (También llamado SIA por sus iniciales o síndrome de Morris) Es la causa más común de DSD 46 XY. Pueden ser totalmente insensibles a los andrógenos o solo parcialmente insensibles. Se suele abrevaiar a SIA (en inglés a AIS).

a) Insensibilidad total a los andrógenos.

El SIA completo impide totalmente el desarrollo de cualquier característica masculina. El individuo nace y se cría con una absoluta apariencia femenina. El cuerpo es el de una mujer, con senos, vagina

y caderas. La única anormalidad es la falta de la menstruación

. Ésta no se da ya que la persona no tiene útero ni ovarios, por lo cual está imposibilitada para concebir. Si se realiza un examen genético, se observa que efectivamente la persona tiene los cromosomas XY, pero que sus células no pueden responder a los andrógenos[9]

b) Insensibilidad parcial a los andrógenos. Tan solo se da en el 10 % de los SIA

En el SIA incompleto hay una mezcla de características femeninas y masculinas. Por ejemplo, hay casos de personas con esta condición que tienen características masculinas y han desarrollado senos. También se puede producir la criptorquidia

, que es cuando uno o los dos testículos no descendieron al escroto. [10]

La causa genética conocida del SIA son las mutaciones del gen AR del cromosoma X, que es el gen responsable del reconocimiento de los andrógenos. Una vez más el cromosoma X demuestra su importancia en el desarrollo de las características masculinas. Existe un gran abanico de mutaciones del gen AR detectadas y generalmente se heredan recesivamente, por vía materna.

En un 30% de los casos los SIA no tienen antecedentes familiares, y son mutaciones "de novo"[11]

Error en el metabolismo de la testoterona

Fuente

de la imagen

Las deficiencias de 5α reductasa, una enzima, provocan que los niños nazcan con genitales aparentemente femeninos. Gneralmente se les confunde con niñas y se los cría como tales, hasta que con la pubertad se producen cambios como el crecimiento del pene, voz grave, e incremento de la musculatura según el patrón masculino. Es el caso de los güevodoce

de Centroamérica. En Nueva Guinea también hay casos similares y sufren mucha más marginación que en América.

Alteraciones de la síntesis de testorona

Solo explican el 4% de las DSDs 46XY, y pueden deberse a cualquier gen implicado en la ruta de la fabricación de la testorona.


Quiero terminar recordando el enorme tabú al que sometemos a estas personas, y una vez más pidiendo un mínimo de comprensión hacia su condición. No hablar de la intersexualidad es fomentar la marginación de las personas que tienen alguna condición asociada a la misma.

Fuentes de referencia:

Sistema de clasificación DSD

Guía de actuación en las anomalías de la diferenciación sexual (ADS) / desarrollo sexual diferente (DSD) | Anales de Pediatría

Descripción de las condiciones y causas:

DIFERENCIACIÓN SEXUAL

Respuesta de Mauricio Rios a ¿Qué causas genéticas se han encontrado para la intersexualidad en humanos?

Notas al pie

[2] Mosaico genético - Wikipedia, la enciclopedia libre[3] Términos del diccionario médico de la Clínica Universidad de Navarra[4] Términos del diccionario médico de la Clínica Universidad de Navarra[5] Hermafroditismo verdadero - Wikipedia, la enciclopedia libre[6] XX males SRY negative: a confirmed cause of infertility.[7] XX males SRY negative: a confirmed cause of infertility.[8] DAX1 - Wikipedia[9] Síndrome de insensibilidad a los andrógenos - Wikipedia, la enciclopedia libre[10] Síndrome de insensibilidad a los andrógenos - Wikipedia, la enciclopedia libre[11] Androgen insensitivity syndrome - Wikipedia

domingo, 31 de enero de 2021

Los hombres pueden sufrir de endometriosis

 Sí. Qué puede decirnos esto sobre la etilología de la enfernedad? Se trata de una emigración temprana de células madre en el cigoto, o más bien de que bajo ciertas condiciones hormonales las células madre del adulto pueden diferenciarse, independientemente del sexo. Fascinante. Old quora memories.

____________

Obviamente por la forma en que está planteada la pregunta sí que es posible y los casos aparecen de tanto en tanto en revistas científicas.

Dado que la endometriosis son parches de tejido endometrial que crecen fuera del útero, se puede comenzar a intuir que la presencia del útero no es indepensable para la endometriosis.

Así que si quereis subir a un pequeño recorrido turístico de hombres diagnosticados de endometriosis, es gratis, me remito a mi respuesta en inglés a la misma preguntita Irene Molina's answer to Are there men suffering from endometriosis? en la que hablo de varios hombres de edad avanzada tratados con estrógenos debido a cáncer de próstata principalmente, con parches de endometriosis en la vejiga de la orina, próstata y pared abdominal, y de un chico de 27 años, pobre, por lo demás completamente sano.

La causa de esta aparición de endometriosis en hombres es desconocida, pero se especula con que en los primeros estadios de desarrollo embrional, cuando aún no se ha producido la diferenciación sexual del futuro bebé varón, células madre del endometrio pervivan en dicho embrión.

Personalmente me parece una bobada, dado que si así fuera las mujeres sufriríamos endometriosis en un porcentaje mayoritario. El hecho de que haya mujeres que presenten parches endometriósicos en la piel me hace pensar que se trata más bien de que bajo ciertas circunstancias las céluclas se diferencian a tejido endometrial.

Ojalá exista un mayor entendimiento de esta enfermedad en un futuro próximo.

Notas:

http://www.empowher.com/endometr...

)

There’s something you don’t see everyday

Irene Molina's answer to Are there men suffering from endometriosis?


Me llamo lyuti y me aburre Quora

 Aquí, en el viejo blog que nadie lee y que no tengo tiempo para escribir, soy por toda la extensión de la libertad que da blogger, que no es tanta, Lyuti. Y no me importa lo que piensen de mi.

En este año, que es cuando menos tiempo tengo, he llegado al nivel de saturación total de Quora. Es cierto que la red cumple la función de permitirme que me lean algunos, de estimular algo mi curiosidad y de poder contar pequeñas historias. Aunque he perdido la ilusión, por la bajísima calidad a la que llega, la diversión es ya contar batallitas de la reina Elisabeth para que las lean marujas en la sala de espera del ginecólogo.

Está el asunto de los espacios, yo llevo varios y aprovecho para publicar algunas cosas mías. La gente se dedica a denunciar cualquier cosa que contravenga su ideología, es bastante cómico cuando tengo que decidir si algo que yo he escrito tiene la calidad suficiente. 

En fin, una red social que se disfrazó de esfuerzo por compartir conocimiento y que para sobrevivir tiene que agarrarse, en estos tiempos de falta de inversiones por el covid, a lo más bacato de las redes sociales. Qué le vamos a hacer. Allí me leen pero no interesa lo que escribo, o leen para que les lea, aquí no me lee nadie, pero puedo escribir lo que me salga de las narices.

lunes, 25 de enero de 2021

De qué hablamos cuando hablamos de epigenética

 

Cuando se habla de epigenética todo el mundo suele acudir a metáforas, tales como los signos de puntuación en un libro, el sistema de almacenamiento en una biblioteca…

Para mi la mejor metáfora es la de numerosísimas termitas obreras trabajando alrededor de la inmensa termita reina. La molécula de ADN es enorme, está comprimida, retorcida y enrollada sobre sí misma. Durante toda la vida de la célula otras bulliciosas moléculas, que serían las obreras en mi analogía, acceden a la misma, la empaquetan o desempaquetan, la leen, la copian, etc.

Tal vez sería mejor para todos no separar tanto nuestra idea de epigenética de la genética, como estuvo en un principio, y admitir que en nuestro material genético (en sentido amplio) hay lugar para “escuchar al medio ambiente”. Así nos sería más sencillo entender esto.


Vámonos por un momento a inicios de los años 40 (siglo xx) cuando muchas de las ideas que tenemos hoy en día sobre genética comenzaban a cristalizar. No se conocía la estructura del ADN—que se describió en 1953—pero sí se sabía que la herencia biológica se transmitía por esa molécula a través de unas unidades, teóricas en ese momento, denominadas genes. Estamos en un tiempo en el que falta poco para que se escriba la definición más generalizada de gen (“un gen, una proteína”, Beadle y Tatum), pero en el que ya se considera inválida la teoría de Lamarck (herencia de caracteres adquiridos) debido a una serie de observaciones que se consideran refrendadas por los experimentos de Weismann de finales del siglo xix

, este Weismann les sonará a muchos por el concepto “barrera de Weismann” que se refiere a la separación entre las líneas de células somáticas y reproductivas de un ser.

Se creía que descifrando la estructura del ADN se iba a comprender todo, que la biología iba a poder ser predictiva como lo son la química y la física…y nos llevamos una gran sorpresa.

Es decir en este periodo la genética era algo novedoso y excitante que se creía que iba a explicar todo acerca de la herencia y la evolución.

También se continuaba con la tradición de trabajo del finales del siglo xix de estudiar el desarrollo de los embriones, y ya se entendía que todas las células de un ser heredan el mismo material genético pero no lo expresan igual. Durante el desarrollo de ese ser lo patrones de expresión cambian, de forma que una célula que generará melanina “apaga” su posibilidad potencial de generar oxitocina o cortisol y “enciende” la de generar esa melanina. Uno de estos embriólogos, un investigador muy intuitivo, Waddington, introdujo el término “epigenética” para referirse a esos procesos de apagado y encendido de los genes que alteraban la expresión de las células a pesar de tener el mismo genoma. Waddington junto con otros embriólogos hicieron observaciones extraordinarias en sus experimentos con Drosophila melanogaster (la mosca del vinagre), que el ambiente inducía cambios en el desarrollo de las larvas

…y ahí tenemos el inicio de una de las ideas más poderosas y uno de los vericuetos más enredosos de la biología de los últimos 100 años. Waddington pensó que se podían producir cambios rápidos entre distintas generaciones de individuos debido a estos cambios epigenéticos, que en ese entonces se entendía que eran debidos a la acción de otros genes, aunque es muy importante señalar que Waddington no dio una explicación molecular de estos cambios.

Se inició el estudio de los patrones que configuraban esos cambios dando lugar a una disciplina conocida como “regulación de la expresión génica”.

Y hasta ahí todo hubiera sido interesante pero no polémico, sin embargo en los años 80 varios investigadores moleculares quisieron dejar claro que algunos de esos cambios que apagaban y encendían genes, y que podían verse influidos por el ambiente…no estaban controlados por el ADN (es decir, por la secuencia básica del ADN) sino por otro mecanismos moleculares. Robin Holliday, un investigador del envejecimiento fue uno de estos “protestantes” moleculares y acuñó varias definiciones de epigenética. Hoy en día la más frecuente es lade Wu y Morris que es un refrito de dos usadas por Holliday.

Robin Hollyday.

Epigenética es “el estudio en cambios de la función de los genes que son heredables mitótica o meióticamente y que no conllevan un cambio en la secuencia de ADN”.

En esta gran respuesta de Daniel Rytel se dan más detalles sobre la historia de nuestro cambio del concepto de epigenética.

Esta larga introducción a lo que significa epigenética me parece muy importante para dar una idea de que no todo el mundo habla de lo mismo cuando habla de epigenética, y también para explicar parte de los interminables debates entre genetistas y epigenetistas (en muchos casos los genetistas aducen que no se ha descartado todavía que algunos efectos “epigenéticos” sean debidos a algún mecanismo genético poco conocido, y en todo caso la epigenética vino a pisar el terreno del estudio de la expresión genética, para bien y para mal).


De acuerdo, ahora volvemos a nuestro tiempo y acordamos que en biología molecular, genética, evolutiva y medicina se usa la definición de Adam y Wu (y de Holliday), para entender cómo funciona tenemos que entender qué moléculas actúan “apagando y encendiendo” genes y cómo lo hacen.

Pues bien, a esas moléculas se les denomina “marcas epigenéticas” y actúan de diferentes maneras. Se han descrito unas 20 marcas epigenéticas (en todos los organismos que se han investigado). En este artículo de wikipedia se habla de cómo actúan estos mecanismos. Los más frecuentes en mamíferos son la metilación del ADN, las modificaciones en las histonas y las alteraciones en la cromatina. En esta excelente respuesta de David Valle se explica cómo operan estos mecanismos, y me parece muy importante destacar que a pesar de que está muy generalizado hablar de la epigenética en su vertiente “represora” (apagado de genes), también puede muy bien “potenciar” (encender al máximo) determinados genes, como explican muy bien en las respuestas a esta pregunta (In which cases, if any, do epigenetic marks act as promoters and not inhibitors of some gene activity? Are there examples in mammals?) Antonio Carusillo y Jeff Hammerbacher.

También hay que decir que en función de cómo se entienda lo de no alterar la secuencia de ADN, más o menos mecanismos se podrían entender como epigenéticos (de acuerdo con la definición de Wu y Morris). Esto ya lo explicó el mismo Robin Holliday en su escrito “Epigenetics come of age in the 21th century”.

Y que, a pesar de la impresión que tiene la gente de que se conocen todos los mecanismos celulares, no tenemos mucha idea de cómo se replican las marcas epigenéticas en las histonas durante el proceso de mitosis (división celular normal). De nuevo Antonio Carusillo lo explica, Antonio Carusillo's answer to How is epigenetic modification copied during DNA replication?

Tenemos mucho que comprender sobre cómo actúa molecularmente la epigenética, se trata de algo todavía mucho más complejo que la genética y mucho más sutil, pero si esto ya es difícil de entender… la herencia de la epigenética es el colmo.


Antes de hablar de herencia de marcas epigenéticas vuelvo a las polémicas entre genetistas y epigenetistas, y a la barrera de Weismann (entendiéndola como separación entre líneas somática y germinales).

En esto de la herencia los divulgadores se han apresurado a atar el carro delante del caballo y asegurar que no es posible en mamíferos por la dichosa barrera de Weissmann.

Esto forma parte de una reacción contra la prodigalidad con la que se ha usado el término de epigenética durante la primera década del siglo XXI, pero lo cierto es que no es una crítica bien fundamentada. Antes de decir que algo es imposible hay que demostrar que lo es.

Se acepta desde los años 70 que en mamíferos se heredan dos tipos de marcas genéticas, las referentes al imprinting de unos cuantos genes, y el silenciamiento del cromosoma X en las hembras. Se sabe que estas marcas pasan entre generaciones no por mecanismos genéticos, sino de otra forma que no se alcanza a comprender bien.

También se sabe que en mamíferos existe una doble instancia de borrado de marcas epigenéticas, una durante la formación de los gametos y otra recién formado el nuevo embrión.

Esto de la formación de gametos o gametogénesis es especialmente complejo en el caso de las hembras, porque la diferenciación de las células que darán lugar a los óvulos comienza antes del nacimiento de la hembra (¿En qué estado de la meiosis quedan los futuros óvulos en las hembras de mamífero justo en el nacimiento?). Así que una de las pegas que se ponen más a menudo a los estudios de herencia epigenética en mamíferos en los que intervienen hembras que pasan las marcas a su descendencia es que posiblemente estas marcas se deben al efecto del útero. Por este motivo se suele exigir que haya transmisión de marcas entre 3 generaciones en el caso de las hembras, y de dos en el caso de los machos. Esto también es el motivo de que muchos estudios de herencia epigenética se hagan con machos, para evitar esta objeción.

Este gráfico explica muy bien la pega que se le pone a reconocer transmisión de marcas epigenéticas en mujeres (y hembras mamíferas en general).

Pues bien, como he dicho antes incluso los más reacios a reconocer la transmisión de marcas epigenéticas en mamíferos reconocen que hay casos en que sí que pasan. Y que no sabemos bien cómo pasan (respuestas de David Valle y Leandro Ortega a En la herencia epigenética en mamíferos, ¿cómo sobrepasan las marcas epigenéticas el doble borrado en la gametogénesis y durante la embriogénesis?¿Se transmiten como tales marcas o mediante otros mecanismos biomoleculares?

De momento esto es lo que sabemos, pero suponemos mucho más, que hay mucha más transmisión de marcas epigenéticas en mamíferos: Lamarck rises from his grave: parental environment-induced epigenetic inheritance in model organisms and humans.

Para entender más sobre epigenética:

cómo operan los mecanismos epigenéticos

The paternal hidden agenda: Epigenetic inheritance through sperm chromatin.

Lamarck rises from his grave: parental environment-induced epigenetic inheritance in model organisms and humans.

http://www.ias.ac.in/article/fulltext/jgen/081/01/0001-0004

The Gene: An Intimate History eBook: Siddhartha Mukherjee: Kindle Store

Y si te interesa esto de la epigenética y la evolución:

Epigenetics and Evolution: Revising the Theory • theGIST

On epigenetics: we need both Darwin’s and Lamarck’s theories – Michael Skinner | Aeon Essays

Por supuesto hay mucho debate en torno a estos puntos de vista, pero es que no hay nada referente a la herencia epigenética que no genere encendidas discusiones. Así es y así tenemos que encajarlo.


Sé que es una respuesta larga y árida, pero cualquier simplificación que he intentado hacer me ha parecido que era fraudulenta, que no explicaba cuál es el estado actual de esto que tanto debate genera.

Cualquiera de las personas que ha respondido a las preguntas de Quora que he referenciado, excepto yo que estoy en una, merece seguimiento se te interesa este campo.

Cómo se tunnea el diagrama del "dogma central" con los retrovirus y los priones

 

Con los retrovirus se pintan más flechas. Con los priones pues nos podemos pintar un esquema nuevo, quedará bastante mono, aunque ya sabemos que nos arriesgamos a tener que retocarlo a cada instante.

Con el dogma… pues que tiene muy mal nombre, en realidad es una hipótesis que fijó un meme muy interesante en su tiempo (me pregunto por qué no se estampará en camisetas como lo de E=mc2 y tantos otros, seguro que se vendía un montón) pero que deberíamos entender que en biología molecular todo es más complejo de lo que se planteó en la segunda década del siglo XX.

El dogma -palabra muy mal elegida- es de 1958, y se reimprimió en Nature en 1970… muy poco tiempo antes de que se conociera que los retrovirus pueden sintetizar ADN usando como molde ARN (una flecha adicional). Posteriormente se supo que se puede obtener proteína directamente del ADN, sin ARN, in vitro usando los ribosomas para leer el ADN (otra flecha adicional). Y de los ribozimas, ARN con capacidad de duplicarse a si mismo (otra flecha más).

 

 

La cosa se nos queda así, las flechas en línea discontínua son las adiciones a la hipótesis conocida con el pretencioso nombre de Dogma Central.

¿Y los priones?, pues verás, las proteínas (hasta donde hemos llegado a conocer) no son capaces de generar proteínas, lo que sí que pueden hacer es transformar proteínas normales en proteínas infecciosas que invadan las células y repitan el proceso.

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La cosa va así, en muchos organismos las proteínas priónicas son glicoproteínas normales que pueden cumplir determinadas funciones muy deseables para el organismo (algunos experimentos han demostrado que tienen un papel activo en el correcto desarrollo neuronal, y también se han relacionado los priones con proteínas de transducción de señales, la adhesión celular y la regulación y distribución de los receptores de acetilcolina).

El problema es que una transformación en su estructura secundaria (ed decir su plegamiento tridimensional) las puede convertir en proteínas priónicas patogénicas, lo que se suele conocer como priones. Estos priones son los que pueden infectar células y transformar a su vez la estructuras de proteínas priónicas “buenas” en infecciosas. Sobre cómo lo hacen, todavía estamos en el campo de la hipótesis, el caso es que lo hacen.

Esto es realmente asombroso, pero al no generar proteínas a partir de proteínas sino transformarlas, deberíamos hacer un nuevo esquema en el que las líneas no impliquen generación sino transformación.

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Ahora bien, hay más procesos ligados al control de la generación de ADN, ARN y proteínas que no están recogidos en el Dogma, como las modificaciones post-transcripcionales de proteínas por determinados enzimas, las inteínas (Intein - Wikipedia), la epigenética capaz de provocar que el mismo gen sintetice diferentes proteínas en células de diferentes órganos de tu cuerpo -entre muchas, muchas cosas más-, y en proceso de fuertes discusiones pero lo suficientemente sólidas para no pasarlas por alto, las objecciones al dogma puestas por James Shapiro y agrupadas con la denominación “Ingeniería Genética Narural” (Natural genetic engineering - Wikipedia, incluye a la epigenética pero esta última me parece tan importante que la he sacado fuera).