El envejecimiento es un proceso complejo, ineludible, gradual y dependiente del tiempo, en el que suceden cambios que conducen a un declive en las capacidades fisiológicas. Nacer implica crecer y, si hay suerte, envejecer hasta morir.
Envejecer, si hay suerte
Existen varias evidencias experimentales que señalan a múltiples mecanismos como los ‘responsables’ del proceso de envejecimiento. El aumento o la disminución en la esperanza de vida, la longevidad y la propensión a desarrollar ciertas enfermedades relacionadas con la edad se han asociado, por un lado, a mecanismos genéticos (a alteraciones irreversibles en la composición y la secuencia del genoma como las mutaciones o la sobreexpresión de genes) y, por otro, a mecanismos epigenéticos (que explican el envejecimiento en relación a los cambios reversibles e independientes de la secuencia génica).
Se piensa que los procesos epigenéticos regulan la expresión de genes a través de alteraciones en la estructura de la cromatina (ADN unido a proteínas). Y uno de estos procesos es la metilación de ADN.
Envejecimiento y modificaciones epigenéticas
La metilación de ADN es una de las modificaciones epigenéticas que se han relacionado con la vejez. Consiste en la adición de un grupo metilo (-CH3) en el residuo de carbono 5 del anillo de pirimidina de las citosinas contenidas en el ácido nucleico.
Esta modificación postraduccional del ADN conduce a cambios significativos en la estructura de la cromatina que ‘interferen’ con la habilidad de los factores transcripcionales (proteínas que unen secuencias específicas de ADN, controlando así la transcripción) a unirse a sus elementos regulatorios, dando lugar al silenciamiento de genes.
La familia de enzimas denominadas metiltransferasas de ADN (DNMTs, por sus siglas en inglés) son las responsables de la metilación del ADN. Estas transfieren grupos metilo, de la S-adenosiL-metionina (SAM), exclusivamente a los residuos de citosina que se encuentran como dinucleótidos citosina-fosfato-guanina (CpG). Se ha visto que, con la edad, la metilación global del ADN disminuye.
Se ha demostrado que la actividad de la enzima metiltransferasa, DNMT1, disminuye sustancialmente con la edad, por lo que el patrón de metilación normal se altera.
Con todo esto, se piensa que la metilación del DNA es un excelente biomarcador de la edad biológica puesto que el envejecimiento se ha asociado con la metilación de los sitios CpG en el genoma.
Metilación del ADN y la edad (en años humanos) del perro labrador
Te preguntarás, ¿qué tendrá que ver toda esta perorata sobre la metilación del ADN con la edad de mi perro? Pues bien, resulta que un grupo de investigadores estadounidenses mapearon los cambios en los patrones de metilación del ADN en los genomas de 104 Labradores retrievers (de 4 semanas a 16 años) y los compararon con los de los humanos.
¿Y por qué hicieron este estudio con perros? Si bien los mejores amigos del hombre se separaron de los humanos al principio de la evolución de los mamíferos, los científicos explican que son un buen grupo de comparación porque viven en los mismos entornos, cuestión fundamental cuando hablamos de epigenética.
Su estudio reveló que los perros (Labrador retriever) y los humanos tienen un patrón de metilación de ciertas regiones genómicas similar y está relacionado con la edad. Estas similitudes fueron más evidentes cuando los científicos compararon perros jóvenes y humanos jóvenes o perros viejos y humanos viejos. Además, encontraron que ciertos grupos de genes involucrados en el desarrollo están metilados de manera similar durante el envejecimiento en ambas especies.
La nueva fórmula de años perrunos – años humanos
Los perros y humanos experimentan hitos fisiológicos comunes durante el desarrollo y el envejecimiento a lo largo de la vida.
El equipo de investigación utilizó la tasa de los cambios de metilación en los perros para hacerla coincidir con el reloj epigenético humano. Y aquí viene lo interesante para desmontar esa regla tan popular de multiplicar siempre por siete la edad real de tu perro para compararla con los años en humanos: la comparación de los metilomas (patrón de metilación del ADN) revela una relación no lineal en la traducción de los años del perro al humano.
En general, el reloj epigenético canino funciona, en la estapas iniciales, mucho más rápido que el humano. Por ejemplo, un labrador de 1 año se podría comparar con Tom Hanks a sus 31 añitos.
O sea, la nueva fórmula que se aplica a los perros mayores de un año, dice que la edad humana de un canino equivale a: 16 · ln (edad del perro) + 31
Esto es, si tu perro tiene 3 años perrunos, su edad, en años humanos, será de 48,6 [ln(3) · 16 +31 = 48,6]. Muy distinto a los 21 años que pensábamos, según la regla popular, ¿no?
Ahora bien, los científicos reconocen las limitaciones del estudio. En primer lugar, han utilizado ADN aislado de sangre completa. Según indican, cada tipo celular tiene un perfil de metilación del ADN muy diferente y no da lo mismo si se extrae el ADN de leucocitos o de todas las células. En segundo lugar, se han centrado, exclusivamente, en los Labradores retrievers, un raza popular y muy heterogénea.
Sabemos que los mamíferos progresan a través de etapas fisiológicas similares durante la vida, desde el desarrollo temprano hasta pubertad, envejecimiento y muerte. Según este estudio, el metiloma se puede usar, no solo como una lectura diagnóstica de la edad, sino como un ‘traductor’ de los hitos del envejecimiento fisiológico entre especies.
Bibliografía consultada:
- Tina Wang, Jianzhu Ma, Andrew N. Hogan, Samson Fong, Katherine Licon, Brian Tsui, Jason F. Kreisberg, Peter D. Adams, Anne-Ruxandra Carvunis, Danika L. Bannasch, Elaine A. Ostrander, Trey Ideker. 2019. Quantitative translation of dog-to-human aging by conserved remodeling of epigenetic networks
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- Barros, S. P., & Offenbacher, S. (2009). Epigenetics: Connecting Environment and Genotype to Phenotype and Disease. Journal of Dental Research, 88(5), 400–408. doi:10.1177/0022034509335868