La edad del donante influye en la calidad de las células madre pluripotentes inducidas

Fuente: http://revistageneticamedica.com/2017/01/12/celulas-madre-pluripotentes-inducidas/

Células madre pluripotentes inducidas a partir de células de la piel. 

Investigadores del Scripps Research Institute y el Scripps Translational Science Institute han descubierto que el número de mutaciones de las células madre pluripotentes inducidas, aumenta con la edad del donante del que se tomaron las células de las que se originaron.

Las células madre pluripotentes son células derivadas de tejidos adultos que han sido reprogramadas para recuperar algunas de las características propias de las células madre, como la capacidad para diferenciarse en los diferentes tipos de células y tejidos del cuerpo y la autorrenovación o capacidad proliferativa. Este tipo de células ha recibido gran interés en el campo de la medicina regenerativa, debido a la posibilidad de obtener células adultas de un paciente, reprogramarlas y diferenciarlas en el tipo celular necesario para ser utilizado como terapia. Al ser obtenidas del propio paciente, las células resultantes no son reconocidas como extrañas, lo que reduce la posibilidad de una respuesta inmune adversa a su utilización en terapias celulares.

La utilidad clínica de las células madre potenciales depende de su integridad. Mutaciones o alteraciones de la metilación del ADN pueden comprometer su viabilidad, afectar a la capacidad para diferenciarse en otros tipos de células o inducir tumorigenicidad.

Estudios recientes han demostrado que el envejecimiento deja marcas epigenéticas en el ADN. Puesto que muchas de las terapias celulares basadas en células madre pluripotentes inducidas están destinadas a pacientes de elevada edad, el equipo de investigadores decidió evaluar el impacto de la edad de los donantes en este tipo de célula madre.

Para ello obtuvieron células madre pluripotentes a partir de células de sangre periférica de 16 donantes de diferentes edades y llevaron a cabo estudios funcionales y moleculares para comprobar su pluripotencia y determinar la integridad de su genoma.

El análisis de los patrones de metilación de las células madre pluripotentes inducidas reveló que este tipo celular retiene las firmas epigenéticas asociadas a la edad, aunque estas marcas pueden revertirse a través de los diferentes ciclos de proliferación de las células en cultivo.

A continuación, a partir de la secuenciación de exomas de las células, los investigadores detectaron que el número de mutaciones en las células iPSCs aumenta con la edad del donante. De media, éste número llega a verse duplicado desde los 20 a los 90 años. Además, de las 326 mutaciones identificadas en las células madre pluripotentes, 24 se encontraban en genes cuya pérdida de función compromete el funcionamiento de la célula o lleva a la formación de tumores.

El número de mutaciones en las células iPSCs aumenta con la edad del donante.

Sorprendentemente, las células obtenidas de gente de más de 90 años tenían menos mutaciones de lo esperado. Los resultados sugieren que esto puede ser debido a que las células madre sanguíneas de las personas de muy avanzada edad se han visto protegidas de las mutaciones a lo largo de su vida, como consecuencia de haber experimentado un menor número de divisiones.

Los resultados del trabajo muestran que la edad del donante puede suponer un riesgo para la seguridad de las células madre pluripotentes, al menos para aquellas células derivadas de células de la sangre, debido a que la probabilidad de que se produzcan mutaciones aumenta con la edad. Hacer diferentes pasajes a las células reduce algunas de las marcas epigenéticas asociadas a la edad. Sin embargo, la carga mutacional no puede ser reducida, lo que debe ser evaluado.

El estudio, primero en obtener células madre embrionarias inducidas a partir de personas de edad avanzada, plantea consideraciones serias para la utilización de técnicas de reprogramación en la práctica clínica. Especialmente si se tiene en cuenta que estas personas tienen muchas probabilidades de necesitar medicina regenerativa y sus células son poco utilizadas en los estudios de investigación. “La utilización de células iPSC como tratamiento ya se ha iniciado en Japón, en una mujer con degeneración macular asociada a la edad,” señala Eric Topol, uno de los autores del trabajo. “Según esto, es vital que entendamos completamente los efectos del envejecimiento en estas células que son cultivadas para tratar a los pacientes en el futuro.”

Investigación original: Lo Sardo V, et al. Influence of donor age on induced pluripotent stem cells. Nat Biot. 2016. Doi: http://dx.doi.org/10.1038/nbt.3749

Fuente: Study Shows Aging Process Increases DNA Mutations in Important Type of Stem Cell. https://www.scripps.org/news_items/5934-study-shows-aging-process-increases-dna-mutations-in-important-type-of-stem-cell

Células implicadas en la propia formación de tumores pueden ayudar a combatir el cáncer

Fuente: http://noticiasdelaciencia.com/not/22188/celulas-implicadas-en-la-propia-formacion-de-tumores-pueden-ayudar-a-combatir-el-cancer/

Estudios indican que tumores sólidos y cánceres hematológicos (tales como leucemias, mielomas y linfomas) contienen un tipo de células conocidas como células madre tumorales. Las mismas tendrían características similares a las de las células madre normales, especialmente en lo que se refiere a su capacidad de originar todos los tipos de células halladas en las diferentes formas de cáncer.

Las células madre tumorales (o células madre cancerosas) son células que pueden dividirse y originar varias otras que forman tumores. Debido a ello, constituyen un importante objeto de investigaciones en diversos países. Así y todo, hay científicos que disienten acerca de su existencia y de la idea de que células madre normales puedan dar origen a células madre tumorales. Otros, más cautelosos, prefieren decir que dichas células por ahora constituyen una hipótesis.

Las células cancerígenas no siempre son iguales. En un tumor maligno puede haber una variedad de tipos de células, y la idea subyacente a la existencia de las células madre tumorales indica que, entre las células del cáncer, algunas actuarían como células madre que se reproducen y sostienen al cáncer, así como las células madre normales derivan en órganos y tejidos.

Un grupo de investigadores de la Universidad de la República (UDELAR), de Uruguay, no tiene dudas acerca de su existencia y hace hincapié en la importancia de realizar estudios con dichas células.

“Las células madre tumorales tienen un gran interés clínico, pues están implicadas en la metástasis y en la resistencia a los fármacos: así es como perjudican los tratamientos, la quimioterapia”, dijo Maria Ana Duhagon, docente del Laboratorio de Interacciones Moleculares de la Facultad de Medicina de la UDELAR.

Diversos tratamientos contra el cáncer tienen como base la capacidad de reducir el tamaño de los tumores; pero, de no destruir a las células madre tumorales, éstos pueden crecer nuevamente.

Durante la FAPESP Week Montevideo, realizada en los días 17 y 18 de noviembre en Uruguay, Duhagon hizo referencia a investigaciones que su grupo lleva adelante con microARNs implicados en la diferenciación de células madre en cánceres de próstata, la segunda causa más frecuente de muertes entre varones en países como Uruguay y Brasil.

Células madre cancerosas.

Los microARNs son reguladores fundamentales de la expresión génica en plantas y animales. Son ácidos ribonucleicos (ARN) no codificantes, es decir, moléculas transcritas a partir del genoma y no traducidas en polipéptidos. Generalmente permanecen en el núcleo de las células, y actúan en la regulación de la expresión génica.

“Hemos desarrollado un método destinado al aislamiento, el mantenimiento y la diferenciación de células madre tumorales que permite realizar análisis de sensibilidad a fármacos convencionales y naturales e identificar vías moduladoras de la diferenciación. Este método también ha permitido determinar la capacidad de metástasis y caracterizar microARNs modulados durante la diferenciación”, dijo.

Según Duhagon, se sabe que los microARNs se encuentran extensivamente desregulados en el cáncer, lo que permite el uso de estos ácidos para identificar o seguir el desarrollo de la enfermedad.

“Los microARNs participan en el mantenimiento del estado de diferenciación de las células tumorales, y ésta es la línea de investigación fundamental de nuestro grupo”, dijo.

La investigadora y su grupo identificaron microARNs con potencial para el desarrollo de terapias contra el cáncer de próstata. Duhagon comentó que la detección de posibles sitios de interacción de uno de ellos (hsa-miR-886-3p) con el ARN mensajero en el segmento no traducido del ARN llamado 3’ UTRs (del inglés three prime untranslated region) permitió la selección de diversos genes posibles inhibidores de tumores.

“Los ARN mensajeros de estos genes disminuyeron con la transferencia temporal de hsa-miR-886-3p, inhibiendo así la proliferación”, dijo.

“El hsa-miR-886-3p proviene de un precursor de ARN no convencional llamado vtRNA2-1, ubicado en un lugar de relevancia emergente, pero poco comprendido. La expresión del hsa-miR-886-3p y del vtRNA2-1, que verificamos en muestras obtenidas en Uruguay y en el CancerGenomeAtlas, está regulada fuertemente por la metilación [un proceso implicado en la regulación de la expresión génica] de su promotor, lo que lo convierte en un posible gen supresor de tumores en cánceres de próstata”, dijo.

Análisis realizados por los investigadores de la UDELAR permitieron detectar el papel de supresor de tumores en la etapa G2/M, con efectos sobre la proliferación tanto en test in vitro como en modelos animales. La etapa G2/M, o verificación de la entrada en mitosis, es una etapa importante en el ciclo celular en la cual se verifica si no existen daños en el ADN.

“Mediante el uso de microarrays o chips de expresión génica, detectamos 278 transcripciones reguladas diferentemente por el vtRNA2-1, que representan procesos celulares tales como la migración, la adherencia y el ciclo celular”, dijo. Los microarrays son herramientas empleadas para analizar la expresión de centenas o miles de genes en una muestra.

El mapa más completo de la maquinaria que regula el genoma humano

Fuente: http://www.elmundo.es/salud/2015/02/18/54e47dc5268e3e46728b457c.html

En febrero de 2001 se conocía lo que marcaría un antes y después en la investigación biomédica mundial, la publicación del mapa del genoma humano. También es en febrero (pero 14 años después) cuando se da a conocer otro logro de dimensiones parecidas, aunque eso sí con menos glamour: el mapa del epigenoma humano, es decir, la maquinaria que regula la activación genética y las funciones celulares.

Este menor atractivo quizás se deba a la complejidad que puede suponer para el público en general entender lo que es el epigenoma y cuál es su importancia. No es extraño. Los estudios sobre epigenética empezaron hacia 1995 o 1996, mientras que la investigación en genética comenzó mucho antes. Para explicar qué es el epigenoma, Manel Esteller, uno de los padres de esta disciplina, establece un símil cercano: "Podríamos decir que el genoma es el hardware y el epigenoma el software, es decir, la programación del ordenador". Si estuviéramos hablando de una orquesta, los instrumentos serían los componentes del ADN mientras que los músicos serían las marcas epigenéticas que indican cuándo deben sonar, con cuánta intensidad y en qué momento, "el genoma es algo más estático, pero el epigenoma es dinámico y refleja mucho más el dinamismo de las enfermedades". En resumidas cuentas, el epigenoma es muy importante para establecer las funciones celulares, la salud y el desarrollo de enfermedades; diríamos que determinante.

Pero ese 'programa informático' que enciende o apaga los genes, es reversible porque regula el genoma en función del ambiente. Por ejemplo, si uno fuma o si toma demasiado el sol, eso actúa sobre la maquinaria química (epigenoma) que contribuye a que ciertos genes vinculados con el cáncer se activen. De hecho, hay muchos laboratorios en el mundo trabajando para desarrollar fármacos que modulen esa actividad.

Ahora, en 24 estudios publicados en varias revistas del grupo Nature, se muestra la culminación de años de investigación de cientos de científicos que forman parte de un proyecto denominado Programa del Mapa Epigenómico que los Institutos Nacionales de Salud (NIH, según sus siglas en inglés) de Estados Unidos impulsaron en 2008 con una financiación de 190 millones de dólares y que finalizó en 2014. Aunque este trabajo ha ido publicándose fragmentadamente a lo largo de estos años, es ahora cuando se da a conocer todo lo generado y su interpretación.

La inmensidad de datos generados se pone ahora a disposición de los investigadores de todo el mundo, que podrán utilizarlos para sus propios estudios y avanzar en el conocimiento de cómo esta maquinaria actúa en el desarrollo de enfermedades.

"La secuencia de ADN del genoma humano es idéntica en todas las células del cuerpo, pero los tipos celulares -como las células del corazón, del cerebro o de la piel- tienen unas características únicas y son susceptibles de forma exclusiva a varias enfermedades", explica en un comunicado Joseph F. Costello, director de uno de los cuatro Centros del Mapeo del Epigenoma de los NIH que han contribuido a los datos del programa. "Al guiar cómo los genes se expresan, los epigenomas permiten a células que llevan el mismo ADN diferenciarse en más de los 200 tipos celulares que conforman el cuerpo humano".

Para conocer bien cómo es el epigenoma que influye en la diferenciación de cada tejido, este grupo de investigadores analizó hasta 40 tejidos: placenta humana, esperma, células de la mama, de la sangre, de la piel o del cerebro, entre otros. También se han analizado los epigenomas responsables de distintas funciones fisiológicas.

"Las diferentes combinaciones de marcas epigenéticas caracterizan diferentes regiones del genoma, reflejando funciones específicas que tienen un papel en las células. Estudiando estas combinaciones sistemáticamente podemos aprender el lenguaje del epigenoma, y lo que nos está diciendo sobre la actividad y función de cada región genómica en cada uno de los tipos celulares", aclara Manolis Kellis, socio de Laboratorio de Inteligencia Artificial y Ciencia Computacional del MIT, que ha sido el investigador que ha integrado y analizado las bases de datos producidas en este proyecto.

Entre los muchos resultados obtenidos, se ha visto que la metilación del ADN (la adición de grupos químicos al genoma que establece el estado de encendido o apagado de los genes) afecta a cómo las células madre se diferencian en células nerviosas. Además, se ha demostrado que otra forma de regulación epigenómica -la modificación de la cromatina (proteína que empaqueta el material genético y altera la expresión de los genes)- también tiene un papel en la diferenciación de las células madre, o que ciertos perfiles epigenéticos se relacionan con patrones de mutaciones asociadas al cáncer.

"Este trabajo es muy importante porque esta información será pública y todos nos podremos beneficiar y estudiar cómo se altera en enfermedades", explica Esteller, director del programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y que está involucrado en un proyecto homólogo en Europa, denominado Blueprint Epigenome, que se inició hace cuatro años. "Mi laboratorio se encarga del epigenoma de la leucemia infantil y hemos encontrado una firma epigenética que permite predecir qué leucemias infantiles no van a responder bien a la quimioterapia. Esto evitará dar este tratamiento innecesariamente y usar otras terapias o que estos niños entren en ensayos clínicos", señala.

Porque en la investigación estadounidense también se ha analizado el patrón epigenético de ciertos tumores, como el mieloma, el cáncer de colon o el de cerebro, entre otros. Al comparar ese perfil con las secuencias genómicas de células normales, identificaron las características de cada uno, lo que puede llevar a su origen. Como indica John Stamatoyannopoulos, profesor asociado de la Universidad de Washington en el departamento de Oncología y coautor de uno de los estudios, "este trabajo podría tener implicaciones para el tratamiento -frecuentemente, nos enfrentamos en la clínica a personas que presentan cáncer metastásico de origen desconocido, lo que hace muy difícil elegir correctamente el régimen terapéutico de inicio. Estos resultados que muestran la secuencia genómica de las mutaciones del cáncer es un predictor tan fuerte de su origen celular que podría guiarnos en esas decisiones terapéuticas, y podría ser cada vez más factible como lo es la secuenciación del genoma del cáncer que se está convirtiendo en algo rutinario".

Los trabajos que se publican ahora son, para Esteller, reflejo del big data, es decir, de la tecnología que permite producir e interpretar millones de datos. "Es un trabajo muy en red, con tecnología de última generación, y es la respuesta a una apuesta política importante. La visión del Gobierno americano es muy poco cortoplacista, a diferencia de lo que pasa aquí, que es una visión a dos años", se queja el investigador español.

Otro dato destacable obtenido de esta investigación es que la epigenómica explica las diferencias encontradas entre nuestros pares de cromosomas, la copia del padre y de la madre. Antes se pensaban que estos eran idénticos, pero no es así, y esas diferencias están reguladas no por el azar sino por el epigenoma. Por ejemplo, los resultados explican por qué todos los niños de una familia tienen el mismo pelo del padre y los ojos de la madre.

Ahora que ya se ha conseguido el mapa epigenómico de diferentes células y tejidos, el siguiente paso, apuntan los investigadores, será rastrear los perfiles epigenéticos de personas para comprender más sobre cómo varían de un individuo a otro para así establecer el origen entre algunas de estas marcas epigenéticas y la enfermedad. "Este representa el mayor avance en el esfuerzo de comprender cómo los 3.000 millones de letras del ADN de una persona, del libro de instrucciones, son capaces de generar actividades moleculares tan diferentes, dependiendo del contexto celular", afirma Francis Collins, director de los NIH. "Este flujo de publicaciones enriquecidas de datos, producidas por un extraordinario equipo de creativos científicos, ofrecen un poderoso impulso para el fructífero campo de la epigenómica".

Fabrican por vez primera células humanas que se convierten en óvulos y espermatozoides

Fuente: http://www.abc.es/salud/noticias/20141226/abci-celulas-madre-laborartorio-vida-201412261339.html

La información obtenida permitirá avanzar en la comprensión de las enfermedades asociadas con el envejecimiento.

Este es un 'embrioide' en el inicio de la aparición de células positivas sox17 (células verdes), que representan el nacimiento del linaje celular germinal humano

Científicos de la Universidad de Cambridge y del Instituto Weizmann han creado por vez primera células germinales primordiales -células que pueden convertirse en óvulos y espermatozoides- utilizando células madre embrionarias humanas. Es la primera vez que se hace en humanos, aunque ya se había logrado utilizando células madre de roedores. El estudio se publica en la revista «Cell».

Cuando un óvulo es fecundado por un espermatozoide éste comienza a dividirse en un grupo de células conocidas como blastocistos, que es la etapa previa al embrión. Dentro de esta ‘bola’ de células, algunas células forman la masa celular interna -que se desarrollará en el feto- y otras forman la pared exterior, que se convertirá en la placenta. A continuación, las células de la masa celular interna se reprograman para que se conviertan en células madre, es decir, en células que tienen el potencial de convertirse en cualquier tipo de célula en el cuerpo. Y únicamente un pequeño número de dichas células se convierten en células germinales primordiales, que poseen el potencial de convertirse en células germinales (espermatozoides y óvulos), que son las encargadas de trasferir la información genética de la descendencia a su propia descendencia en el futuro.

«La creación de células germinales primordiales es uno de los primeros acontecimientos que ocurre durante el desarrollo embrionario de los mamíferos», explica Naoko Irie, autor del trabajo y profesor del Instituto Gurdon Wellcome del Cáncer del Reino Unido en la Universidad de Cambridge. «Es una etapa que hemos logrado recrear utilizando células madre de ratones y ratas, pero hasta ahora pocos estudios han hecho esto utilizando sistemáticamente las células madre humanas. Y así hemos encontrado importantes diferencias entre el desarrollo embrionario de los humanos y el de los roedores, por lo que los resultados en ratones y las ratas no pueden extrapolarse directamente a los seres humanos».

Los investigadores encontraron que el gen SOX17 es fundamental para hacer que las células madre humanas se conviertan en PGC, una etapa conocida como ‘especificación’. Sin embargo, el equivalente de este gen del ratón no está involucrado en el proceso, lo que sugiere una diferencia clave entre el ratón y el desarrollo humano. Hasta ahora se sabía que SOX17 participaba en la programación de las células madre para que se convirtieran en células endodérmicas, que posteriormente se transforman en células del pulmón, intestino y el páncreas, pero esta es la primera vez que se ha visto su función en la etapa de ‘especificación’ de PGC.

Además los científicos han visto que también es posible inducir células PGC a partir de células adultas reprogramadas, como las células de la piel, lo que permitirá investigaciones sobre células específicas del paciente para avanzar en el conocimiento de la línea germinal, la infertilidad y los tumores de células germinales humanas.

La investigación también tiene implicaciones para la comprensión del proceso de la herencia ‘epigenética’. Aunque desde hace tiempo se sabe que nuestro medio ambiente, por ejemplo la dieta o hábitos de fumar, puede afectar a nuestros genes a través de un proceso conocido como metilación y que estos patrones de metilación se pueden transmitir a la descendencia, ahora han demostrado que durante la etapa de especificación PGC, se inicia un programa para borrar estos patrones de metilación. Sin embargo, los rastros de estos patrones pueden ser heredados, aunque aún no está claro por qué ocurre.

«Las células germinales son ‘inmortales’ en el sentido de que proporcionan un vínculo duradero entre todas las generaciones, es decir, llevan la información genética de una generación a la siguiente», explican los investigadores. La información obtenida en el estudio, añaden, es de sumo interés para avanzar en la comprensión de las enfermedades asociadas con el envejecimiento, que en parte podrían estar causadas por mutaciones epigenéticas acumulativas.

Según Jacob Hanna, del  Instituto Weizmann, «tener la capacidad de crear PGC humanas en el laboratorio nos permitirá investigar el proceso de diferenciación en el nivel molecular». Por ejemplo, señala, «hemos visto que las células ‘naive’ pueden convertirse en las células germinales primordiales, pero que después de una semana en condiciones convencionales de crecimiento pierden esta capacidad. Y nos gustaría saber por qué: ¿Qué hay en los estados de células madre humanas que las hace más o menos competentes? Son las respuestas a estas preguntas básicas las que, en última instancia, hacen avanzar la tecnología de células iPS hasta su uso médico».

Un estudio logra identificar alteraciones epigenéticas en el ADN durante el envejecimiento

Fuente: http://www.lne.es/sociedad-cultura/2014/10/03/estudio-logra-identificar-alteraciones/1651006.html?utm_medium=rss

Por la derecha, Gustavo Fernández Bayón, Agustín Fernández y Mario Fernández Fraga.

Envejecimiento, cáncer y modificaciones químicas sobre nuestro ADN. Son tres términos relacionados y el punto de partida del estudio asturiano que fue publicado por la revista científica "Genome Research". Lo firman los investigadores del Instituto Universitario de Oncología del Principado (IUOPA) Agustín Fernández y Gustavo Fernández Bayón, de la unidad de epigenética del cáncer, que dirige Mario Fernández Fraga.

El estudio identifica alteraciones epigenéticas en el ADN durante el envejecimiento en humanos. En el trabajo también han participado investigadores de otros centros nacionales e internacionales, como el Instituto de Salud Carlos III de Madrid, el Hospital Marqués de Valdecilla y la Universidad de Cantabria, la Universidad de Barcelona, el Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge, el Instituto de Investigación Josep Carreras de Barcelona, las universidades holandesas de Twente y Maastricht, el Hospital Regina Margherita y la Universidad de Turín, el Istituto Superiore di Sanità de Italia y la Universidad de Leipzig en Alemania.

En el trabajo se analizan los patrones de metilación (modificación química sobre el ADN) en células madre adultas obtenidas de 80 individuos de edades comprendidas entre 2 y 92 años. Estos análisis permitieron identificar un gran número de regiones del ADN que sufrían cambios de metilación durante el envejecimiento. Esas modificaciones son necesarias para mantener la maquinaria de la biología molecular de nuestro organismo.

Los investigadores descubrieron que unas alteraciones dependían de factores genéticos pero otras ocurrían de forma aleatoria o tenían su causa en factores ambientales. "Uno de los retos será identificar alteraciones epigenéticas asociadas con nuestro modo de vida (dieta, ejercicio, alcohol, tabaco, fármacos, contaminación)", asegura Fernández Fraga, coordinador del estudio.

La acumulación de alteraciones epigenéticas a lo largo del tiempo es posible que explique la aparición de algunas enfermedades asociadas con la edad como el cáncer. "En el ADN hay regiones que son más susceptibles de sufrir alteraciones epigenéticas durante el envejecimiento", indicó Gustavo F. Bayón, responsable del análisis bioinformático de los datos.

Descubren el reloj biológico del ADN

Fuente: http://www.elmundo.es/elmundo/2013/10/21/ciencia/1382336983.html

Un estudio de la Universidad de California-Los Ángeles (UCLA), en Estados Unidos, revela un reloj biológico incrustado en nuestro genoma que puede arrojar luz sobre por qué nuestros cuerpos envejecen y cómo frenar el proceso. Publicados en la edición de 'Genome Biology', los hallazgos podrían ofrecer información valiosa sobre el cáncer y la investigación con células madre.

Mientras que estudios anteriores se han relacionado con la saliva, las hormonas y los telómeros, la nueva investigación es la primera en identificar un reloj interno capaz de medir con precisión la edad de diversos órganos, tejidos y tipos de células.

Inesperadamente, el reloj señala que algunas partes de la anatomía, como el tejido de los senos de una mujer, envejecen más rápido que el resto del cuerpo.

"Para luchar contra el envejecimiento, en primer lugar hay una forma objetiva de medirlo. Localizar el conjunto de biomarcadores que mantienen la hora en todo el cuerpo ha sido un desafío de cuatro años", explicó Steve Horvath, profesor de Genética Humana en la Escuela de Medicina de UCLA y de Bioestadística en la Escuela de Salud Pública Fielding de UCLA.

"Mi meta en la detección de este reloj es ayudar a los científicos a mejorar su comprensión de qué acelera y ralentiza el proceso de envejecimiento humano", destacó.

Para crear el reloj, Horvath se centró en la metilación, un proceso natural que altera químicamente el ADN. Este experto tamizó 121 conjuntos de datos previamente recogidos por los investigadores que han estudiado la metilación en los tejidos humanos sanos y cancerosos.

Recogiendo información de cerca de 8.000 muestras de 51 tipos de tejido y células de todo el cuerpo, trazó cómo la edad afecta a los niveles de metilación de ADN desde el prenacimiento a los 101 años.

Para identificar el reloj, se concentró en 353 marcadores que cambian con la edad y están presentes en todo el cuerpo. Horvath probó la eficacia del reloj mediante la comparación de la edad biológica de un tejido a su edad cronológica y, cuando el reloj resultó exacto en varias ocasiones, quedó muy contento pero también un poco aturdido.

"Es sorprendente que se pueda desarrollar un reloj que marca el tiempo con fiabilidad a través de la anatomía humana", admitió.

Si bien la mayoría de las edades de las muestras biológicas coincidieron con su edad cronológica, otras divergieron considerablemente. Por ejemplo, Horvath descubrió que las edades de tejido mamario de la mujer son más elevadas que las del resto de su cuerpo.

"El tejido mamario sano es de dos a tres años mayor que el resto del cuerpo de una mujer -cifró Horvath-. Si una mujer tiene cáncer de mama,el tejido sano cerca del tumor es de un promedio de 12 años más viejo que el del resto de su cuerpo". Los resultados podrían explicar por qué el cáncer de mama es el más común en las mujeres y también podría explicar por qué la edad es un factor de riesgo para muchos tipos de cáncer en ambos sexos .

Horvath analizó también las células madre pluripotentes, células adultas que han sido reprogramadas a un estado de célula madre embrionaria, lo que les permite formar cualquier tipo de célula en el cuerpo y continuar dividiéndose indefinidamente.

"Mi investigación muestra que todas las células madre son recién nacidas", sentenció, agregando que el proceso de transformación de células de una persona en células madre pluripotentes reajusta el reloj de las células a cero.

En principio, el descubrimiento prueba que los científicos pueden retroceder el reloj biológico del cuerpo y restaurarlo a cero, pero, a su juicio, la gran pregunta es si el reloj biológico controla un proceso que conduce al envejecimiento. "Si es así, el reloj se convertirá en un biomarcador importante para el estudio de nuevos enfoques terapéuticos para mantenernos jóvenes", auguró este investigador.

Por último, Horvath descubrió que el ritmo del reloj se acelera o ralentiza en función de la edad de una persona. "El tic-tac del reloj no es constante -explicó-. Es mucho más rápido cuando nacemos y durante el crecimiento de los niños a adolescentes y luego disminuye a un ritmo constante al llegar a los 20".

En un hallazgo inesperado, las células de niños con progeria, una enfermedad genética que causa envejecimiento prematuro, parecían normales y reflejaban su verdadera edad cronológica. UCLA ha solicitado una patente provisional para el reloj de Horvath y sus siguientes estudios se centrarán en examinar si al parar el reloj del cuerpo se detiene el envejecimiento o aumenta el riesgo de cáncer.

Algunos cambios en el ADN del feto durante el embarazo persisten en la niñez

Fuente: http://www.abc.es/sociedad/20130905/abci-cambiosadn-feto-persiste-ninez-201309041642.html

Las alteraciones causadas por la exposición ambiental o el nivel de masa corporal de la madre pueden interferir en la expresión de genes y en la salud del bebé, según un estudio.

EFE

Los bebés, antes de nacer, acumulan cambios de ADN, que pueden interferir con la expresión de genes y en su salud

Incluso antes de nacer, los bebés acumulan cambios en su ADN a través de un proceso llamado metilación del ADN que pueden interferir con la expresión de genes y, a su vez, en su salud a medida que crecen, pero hasta ahora estaba poco claro cuánto tiempo persisten estos cambios durante el período prenatal.

En un nuevo estudio, los científicos aseguran que los signos de la metilación del ADN persisten a través de la primera infancia, lo que sugiere que los factores que influyen en estos cambios antes o durante el embarazo pueden tener efectos en la vida de un niño. El estudio, realizado por investigadores del Centro de Salud Ambiental Infantil en la Escuela Mailman de Salud Pública de la Universidad de Columbia, en Nueva York, Estados Unidos, y publicado en la edición online de la revista «Plos One», es el primero en observar los cambios de metilación del ADN en los niños a través del tiempo.

«El dogma actual es que las marcas de metilación del ADN se establecen durante el desarrollo temprano y son principalmente persistente después. Sin embargo, no hay datos en humanos para apoyar o refutar esta hipótesis. Nos pusimos en marcha para llenar este vacío de información», relata la autora principal, Julie Herbstman, profesora asistente de Ciencias de la Salud Ambiental en la Escuela Mailman.

Recientes evidencias apuntan a exposiciones ambientales al arsénico, el plomo y la contaminación del aire como factores en los cambios epigenéticos, el término general que se utiliza para la metilación del ADN y otras modificaciones en la expresión de genes que no vienen de mutaciones en el ADN. Mientras que el impacto en la salud de los pequeños cambios en la metilación del ADN aún no está claro, existe la preocupación de que las alteraciones causadas por la exposición ambiental durante periodos importantes del desarrollo podrían tener efectos durante toda la vida.

En general, los bajos niveles de metilación del ADN a nivel mundial se han relacionado con la inestabilidad genómica, que puede conducir a daños en el ADN. La metilación del ADN global se define como los niveles de metilación medidos de forma agregada para todo el material genético, no específico para uno o más genes.

Los investigadores de este centro universitario analizaron los niveles globales de metilación del ADN en la sangre en dos momentos diferentes. La sangre del cordón umbilical se analizó en 279 niños que forman parte del Estudio del Centro de Madres y Recién Nacidos en el norte de Manhattan y el sur del Bronx y en 165 de ellos, se recogió sangre a los 3 años.

Los autores encontraron que la metilación en la sangre del cordón se correlacionó y predijo significativamente el nivel de metilación a los 3 años de edad, lo que apoya la hipótesis de que los cambios en la metilación del ADN que ocurren temprano en la vida pueden tener efectos duraderos.

Los investigadores examinaron también un factor concreto, el índice de masa corporal (IMC) de la madre antes de quedar embarazada, para ver cómo afectaba a la metilación del ADN de los niños, y detectaron que los menores nacidos de madres con IMC alto registraban bajos niveles de metilación del ADN a nivel mundial, una asociación que se vio de nuevo a los 3 años.

El nuevo estudio proporciona más evidencia de que los factores maternos, como el IMC antes del embarazo, pueden conducir a cambios moleculares a nivel epigenético. La observación de que estos mismos factores siguen afectando la metilación del ADN en la sangre a los 3 años es motivo de preocupación por la posibilidad de que las condiciones en el preembarazo y prenatales puedan tener efectos duraderos.

Los resultados apuntan a la necesidad de más investigación para entender cómo los factores, tales como un alto IMC antes del embarazo, pueden influir en la trayectoria de la salud de un niño. «La comprensión de si y cómo las características maternas y los factores ambientales durante el desarrollo inicial impactan en la salud del niño a largo plazo es un primer paso crítico en la identificación de objetivos para la prevención de enfermedades», concluye Herbstman.