ratones

La huella genética de las experiencias traumáticas se transmite, al menos, durante dos generaciones.
 

Ciertos miedos son heredables entre generaciones, según indica un polémico estudio en ratones 1, cuyos autores sugieren que un fenómeno similar podría influir en la ansiedad y la adicción en humanos. Pero algunos investigadores son escépticos sobre los hallazgos, dado que aún no se ha identificado un mecanismo biológico que explique el fenómeno.

 

Siempre se ha considerado que las secuencias genéticas contenidas en el ADN son el único modo de transmitir información biológica entre generaciones. Cuando son beneficiosas, las mutaciones (producidas aleatoriamente) en el ADN permiten a los organismos adaptarse a condiciones cambiantes, pero este proceso suele ocurrir muy lentamente a lo largo de muchas generaciones.

 

En cambio, algunos estudios han insinuado que los factores ambientales pueden influir sobre la biología más rápidamente por modificaciones ‘epigenéticas’, que alteran la expresión de los genes pero no su secuencia de nucleótidos. Por ejemplo, los niños nacidos en los Países Bajos durante las duras hambrunas de los años 40 (Segunda Guerra Mundial), presentan un mayor riesgo de diabetes, enfermedades cardíacas y otros problemas, posiblemente por alteraciones epigenéticas sobre genes implicados en estas enfermedades 2. Aunque se sabe la importancia de las modificaciones epigenéticas para procesos como el desarrollo o la desactivación de una de las dos copias del cromosoma X en las hembras de mamíferos, sigue siendo controvertido el papel que juegan en la herencia del comportamiento.

 

Kerry Ressler, un neurobiólogo y psiquiatra en la Universidad de Emory (Georgia, EE.UU.), coautor de este último estudio sobre la herencia del miedo, se interesó por la herencia epigenética después de trabajar con gente pobre que vivía en barrios humildes, donde la drogadicción, trastornos neuropsiquiátricos y otros problemas a menudo parecen recurrentes en padres e hijos. “Hay muchos casos particulares que sugieren que hay una transferencia del riesgo entre generaciones, y es difícil romper la tendencia”, dice.

 

Rasgos heredables

Estudiar la base biológica de esos efectos en el hombre sería difícil, por lo que Ressler y su colega Brian Dias optaron por estudiar la herencia epigenética en ratones de laboratorio “entrenados” para asustarse al oler acetofenona, un compuesto químico cuyo aroma es parecido al de las cerezas o las almendras. Esparcieron el olor por un pequeño habitáculo, a la vez que daban pequeñas descargas eléctricas a los ratones machos. Con el tiempo, los animales aprendieron a asociar el aroma con el dolor, y temblaban en presencia de acetofenona incluso sin descarga eléctrica.

 

Esta reacción se transmitía a sus descendientes, según informan Dias y Ressler en Nature Neuroscience1 (1 de diciembre, 2013). Aunque nunca habían conocido el olor de la acetofenona, los ratoncillos mostraban una respuesta más sensible cuando se les exponía a él, temblando en su presencia más que los descendientes de ratones que hubiesen sido condicionados para reaccionar ante un olor distinto, o que no hubiesen pasado por ese entrenamiento. Una tercera generación de ratones —ratones ‘nietos’— también heredó esta reacción, así como lo hicieron los ratones nacidos tras una fecundación in vitro con esperma de machos que se habían sensibilizado a la acetofenona. Experimentos similares han mostrado que la respuesta puede transmitirse a la descendencia también por parte materna.

 

Estas respuestas iban asociadas a cambios en las estructuras del encéfalo que procesan los olores. Los ratones sensibilizados a acetofenona, al igual que sus descendientes, tenían más neuronas que expresan un receptor que detecta olores en comparación con los ratones control y su progenie. También habían aumentado las estructuras que reciben señales de estas neuronas que detectan acetofenona y las envían a otras partes del encéfalo (como las implicadas en procesar sensaciones de miedo).

 

Los investigadores proponen que la metilación del ADN —una modificación química reversible sobre el ADN que suele bloquear la transcripción de los genes sin alterar su secuencia— explicaría que este efecto sea heredable. En los ratones con miedo, el gen implicado en la percepción de  la acetofenona en los espermatocitos estaba menos metilado, lo cual podría llevar a una expresión más alta del receptor durante el desarrollo.

 

Pero sigue siendo un misterio cómo la asociación del olor con el dolor influye sobre el esperma. Ressler apunta que los propios espermatocitos expresan estos receptores, y que algunas moléculas asociadas al olor pasan a la sangre, como posible mecanismo para ello. Otra posible explicación sería la mediación por micro-ARNs, pequeños fragmentos de ARN transmitidos por la sangre que controlan la expresión génica.

 

Unos hallazgos polémicos

 

Era previsible que el estudio dividiese a los investigadores. “La respuesta más habitual ha sido ‘¡Vaya! ¿Pero cómo diablos está pasando esto?”, dice Dias. David Sweatt, un neurobiólogo de la Universidad de Alabama en Birmingham ajeno a este trabajo, lo califica como “el grupo de estudios más riguroso y convincente publicado hasta la fecha, demostrando efectos epigenéticos adquiridos que se transmiten entre generaciones en un modelo de laboratorio”.

 

Sin embargo, Timothy Bestor, un biólogo molecular de la Universidad de Columbia en Nueva York que estudia modificaciones epigenéticas, no se lo acaba de creer. Es poco probable que la metilación del ADN afecte a la síntesis del receptor que detecta acetofenona, según dice. La mayoría de los genes controlados por metilación tienen estas modificaciones en una región conocida como promotor, que precede al gen en la secuencia de ADN. Bestor dice, en cambio, que el gen del receptor que detecta acetofenona no contiene nucleótidos metilables en esta región. Añade que “las afirmaciones de este trabajo son tan contundentes que prácticamente violan el principio por el cual «afirmaciones extraordinarias exigen pruebas extraordinarias»”.

 

Tracy Bale, una neurocientífica de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia, dice que los investigadores necesitan “determinar la pieza que une la experiencia del ratón padre con las señales específicas que son capaces de producir cambios epigenéticos en el esperma , y cómo se mantienen estos cambios. “Es bastante desquiciante pensar que nuestras células germinales pueden ser tan plásticas y dinámicas en respuesta a cambios en el ambiente”, dice.

 

Ressler sospecha que los humanos también heredamos alteraciones epigenéticas que afectan a nuestro comportamiento. Especula que la ansiedad de un progenitor podría tener impacto en las generaciones sucesivas a través de modificaciones epigenéticas sobre receptores de hormonas relacionadas con el estrés. Pero Ressler y Dias no están seguros de cómo comprobarlo, y planean centrarse de momento en animales de laboratorio.

 

Ahora, los investigadores quieren determinar el número de generaciones en las que persiste el miedo a acetofenona, y si esta respuesta puede o no suprimirse. Probablemente, el escepticismo sobre que este mecanismo de herencia sea real persistirá, dice Ressler, “hasta que alguien pueda realmente explicarlo en términos moleculares. Por desgracia, seguramente va a ser complicado y lleve un tiempo”.

 

IMAGEN: Los ratoncillos de una camada -e incluso los descendientes de éstos- pueden heredar la asociación traumática de un determinado aroma con dolor, incluso aunque ellos mismos no hayan experimentado el dolor, sin necesidad de mutaciones genéticas. Créditos de la imagen: Action Press/Rex Features.

Artículo original publicado por Ewen Callaway en Nature

Referencias:

  1. Dias, B. G. & Ressler, K. J. Nature Neurosci. http://dx.doi.org/10.1038/nn.3594 (2013).
  2. Heijmans, B. T. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 105, 17046–17049 (2008).

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Polvo de estrellas. Homo sapiens. Apasionado de la Ciencia. Estudiante de Bioquímica. Escéptico. Montañero cuando puedo. Devoralibros. A veces duermo.