Reloj epigenético
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Antes de llegar al reloj epigénetico. Merece la pena aclarar qué es la epigenética. Trata de la herencia de los genes que se produce sin alterar la secuencia del ADN. El impacto de los procesos epigenéticos en el organismo es más evidente en el desarrollo celular. La metilación defectuosa del ADN puede estar relacionada con enfermedades como la demencia o la pérdida de audición.
El reloj epigenético es una prueba bioquímica que puede calcular la edad. Se basa en los niveles de metilación del ADN, contando la acumulación de grupos metilo en las moléculas de ADN. La metilación del ADN es un proceso biológico por el que se añaden grupos metilo a la molécula de ADN. Modifica la actividad de una cadena de ADN sin cambiar la secuencia. Los fuertes efectos de la edad en los niveles de metilación del ADN se conocen desde la década de 1960. La primera prueba de que los niveles de metilación del AND en la saliva pueden generar señales de poder de la edad con una precisión media de 5,2 años fue publicada por un equipo de la UCLA en 2011.
Steve Horvath, investigador y genetista germano-estadounidense especializado en el envejecimiento, ha identificado 353 regiones predictivas denominadas islas CpG, en al ADN humano donde los nucleótidos de citosina van seguidos de guanina, que pueden utilizarse para determinar la edad cronológica de una persona. Todavía no se sabe exactamente qué mide la edad de la metilación del ADN. Se supone que mide el efecto acumulativo de un sistema de mantenimiento epigenético, pero no se conocen los detalles. Sin embargo, el hecho de que la edad de metilación del ADN en la sangre prediga todas las causas de muerte en edades posteriores se ha deducido que está relacionado con un proceso que provoca el envejecimiento.
Sin embargo, si la CpG tuviera un papel casual directo en el proceso de envejecimiento, entonces la mortalidad causada por ella sería menos probable que se observa en individuos de mayor edad, y por tanto sería poco probable que se hubiera elegido como predictor. Por lo tanto, también es probable que los 353 relojes de CpG no tengan un efecto casual. Más bien, capta el epigenom y su propiedad emergente.
En 2010, se propuso un nuevo modelo unificador del envejecimiento y el desarrollo de enfermedades complejas que incorpora las teorías clásicas del envejecimiento y la epigenética. Horvath y Raj desarrollan la teoría y propusieron la teoría del reloj epigenético con los siguientes principios. El envejecimiento biológico como programa de desarrollo y mantenimiento es una consecuencia no intencionada con rastros moleculares de metilación del ADN como estimación de la edad. El mecanismo preciso que vincula los procesos moleculares innatos con el declive de la cuestión. Se asocian tanto a cambios intercelulares como a cambios sutiles en la composición celular, como células madre somáticas plenamente funcionales. Alternativamente, a nivel molecular, el envejecimiento de la metilación del ADN es una lectura proximal de una colección de procesos innatos de envejecimiento que, en concierto con otras causas de raíz no relacionadas del envejecimiento, causan el deterioro de la función de los tejidos.
Se espera que los relojes de envejecimientos biológico y los biomarcadores encuentren muchas aplicaciones en la investigación biológica. Debido al hecho de que la edad es la principal característico del organismo. A continuación, se enumeran algunas de las áreas en las que la medición precisa de la edad puede ser útil. Comprobar la validez de las diferentes teorías del envejecimiento biológico, diagnosticar diversas enfermedades relacionadas con la edad e identificar subtipos de cáncer. También puede utilizarse para predecir la aparición de otras enfermedades, como marcadores sustitutos para la evaluación de invenciones terapéuticas, incluyendo enfoques de rejuvenecimiento para estudiar la biología del desarrollo y la diferenciación celular. O incluso una aplicación forense, como la estimación de la edad de un sospechoso a partir de una muestra de sangre dejada en el lugar de los hechos.
En la actualidad se desconoce el mecanismo biológico que subyace al reloj epigenético. Sin embargo, pueden ayudar a responder a preguntas de larga data en varias áreas. Entre ellas, la importante cuestión de por qué envejecemos. Par ello, sería útil hacer una comparación y encontrar un vinculo entre el reloj epigénetico y la lectura del transcriptoma del reloj envejecimiento. En la actualidad, la literatura ofrece las siguientes explicaciones. Horvath supone que el reloj se origina a partir de una huella dejada por un sistema de mantenimiento epigenom.
Otra posibilidad son los daños en el ADN no apareados. Estos son comunes, incluyendo unas cincuenta roturas de doble cadena de ADN por ciclo celular y el daño oxidativo, que se produce unas 10.000 veces al día. Durante la reparación de las roturas de doble cadena se producen muchos cambios epigenéticos, y algunos de ellos persisten tras la reparación, como el aumento de la metilación de los promotores de las islas CpG. Recientemente se han encontrado cambios epigenéticos similares pero transitorios en el daño oxidativo causado por el peróxido de hidrógeno (H2O2) y se ha sugerido que los cambios epigenéticos pueden persistir después de la reparación. Por lo tanto, estos cambios pueden contribuir al reloj epigenético. Estas alteraciones epigenéticas pueden ser paralelas a la acumulación de daños en el ADN no apareados y se ha propuesto que son la causa del envejecimiento.
En conclusión, se espera que los relojes biológicos sean útiles para estudiar las causas de los envejecimientos y la defensa contra él. Sin embargo, sólo influyen en la tasa de envejecimiento futura, es decir, en la pendiente de la curva de Gompertz, el momento en que la mortalidad aumenta con la edad, pero no en las intervenciones que tienen un efecto, por ejemplo, reducir la intersección de la curva de Gompertz a cada edad del mortal. La ley de Gompertz-Makeham no es más que la suma de la tasa de mortalidad humana con un componente dependiente de la edad que aumenta exponencialmente con ella y un componente independiente de la edad.
Información recopilada por: Dezső Sándor.
