Epigenética y autismo: ¿existe un vínculo?

Si no tiene una mentalidad científica, es posible que no sea consciente del vínculo potencial entre la epigenética y el autismo. Desde el momento en que los niños son concebidos hasta el momento en que comienzan a interactuar con el entorno, están indirectamente expuestos a factores que podrían afectar su desarrollo. En resumen, la epigenética es el estudio de cómo sus comportamientos y su entorno pueden afectar la forma en que funcionan sus genes.

¡Vamos a desglosarlo más! La interacción del feto con el medio ambiente se produce a través de la madre. Por esta razón, durante el embarazo, los médicos recomiendan ciertos alimentos, dietas o regímenes a la madre para apoyar el desarrollo cerebral del feto. Por supuesto, hay muchos factores incontrolables que podrían estar presentes en el medio ambiente durante el desarrollo y que podrían afectar el crecimiento de un niño.

Algunas de estas influencias ambientales pueden afectar el desarrollo a nivel genético. Los cambios o mutaciones causados ​​por circunstancias ambientales o extrañas se conocen como modificación epigenética. Hay muchas afecciones neurológicas que algunos investigadores creen que son el resultado de mutaciones epigenéticas y una de ellas es el trastorno del espectro autista (TEA).

Como sugiere el nombre, el autismo es un espectro de varios síntomas, como pérdida de habilidades adquiridas, problemas de comunicación, intereses limitados o restringidos y diversas formas de desafíos en la vida cotidiana. Por esta razón, se cree que una combinación de diversos factores genéticos y ambientales puede explicar la expresión fenotípica del autismo.

Aunque los investigadores en biología y genetistas no han determinado la causa exacta del autismo, la epigenética puede explicar algunas de las causas del autismo basándose en estudios genéticos y en cómo reaccionan los genes a ciertas influencias ambientales. Averigüemos si existe un vínculo entre la epigenética y el autismo.

¿Qué es la epigenética?

La teoría de la epigenética fue propuesta por primera vez por Conrad Waddington a principios de los años 1940. Según su definición, la epigenética es “la rama de la biología que estudia las interacciones causales entre los genes y sus productos que dan lugar al fenotipo”. En términos simples, y como se explicó anteriormente, la epigenética es el estudio de cómo el medio ambiente y cómo las relaciones con él pueden afectar el cambio en el funcionamiento de nuestros genes.

Las modificaciones epigenéticas no cambian la secuencia del ADN, sino que cambian la forma en que nuestro cuerpo lee la secuencia. En cierto sentido, la epigenética cambia la expresión y regulación de los productos genéticos, lo que a su vez determina la expresión fenotípica (expresión física). Cuando los genes se alteran, esto se denomina mutaciones. Los factores que pueden causar cambios epigenéticos incluyen la dieta, el estilo de vida y la exposición a sustancias tóxicas (Metere & Graves, 2020).

A continuación se muestran ejemplos de algunas opciones de dieta y estilo de vida que se han identificado para modificar la expresión de los genes:

• Los alimentos que contienen sustancias como polifenoles o selenio (antioxidantes presentes en frutas y verduras) pueden provocar la metilación del ADN (Metere & Graves, 2020)
• Grandes cantidades de ácido butírico (una sustancia que se encuentra en los quesos) o sulforafano (una sustancia que se encuentra en el brócoli) pueden modificar las histonas (proteínas básicas que se asocian con el ADN) al inhibir la histona desacetilasa (Metere & Graves, 2020)
• Se sabe que la curcumina (a veces se encuentra en cosméticos, saborizantes o colorantes alimentarios) tiene efectos antioxidantes. Cuando se usa en dosis altas, puede producir efectos tóxicos y cancerígenos (provocar cáncer) en las células sanas. Esto posiblemente se deba a la modificación postraduccional de las histonas (Metere & Graves, 2020)
• La dieta rica en grasas también puede provocar la hipermetilación de segmentos de ADN específicos para revertir el efecto de los genes supresores de tumores (Metere & Graves, 2020)

Hay tres tipos de cambios epigenéticos: metilación del ADN, modificación de histonas y ARN no codificante. Algunos de estos ya se han mencionado, así que veamos cada uno brevemente y definamos cuáles son:

• Metilación del ADN, también conocida como silenciamiento de genes.

Esto ocurre cuando se agrega al ADN un grupo químico conocido como grupo metilo. Esta adición ocurre en lugares específicos y generalmente bloquea las proteínas utilizadas para leer el ADN. La metilación del ADN se puede revertir mediante un proceso llamado desmetilación. “Por lo general, la metilación “desactiva” los genes y la desmetilación los “activa”” (CDC, 2020).

Cuando el ADN se enrolla formando cromosomas, estos envuelven proteínas llamadas histonas. Si el ADN se envuelve demasiado apretado, impide que proteínas importantes corran a lo largo del ADN para «leerlo». Según los CDC: «Algunos genes están envueltos alrededor de histonas y están ‘apagados’, mientras que otros genes no están envueltos alrededor de histonas y están ‘encendidos'».

Nuestro ADN se utiliza para producir ARN, y el proceso puede producir ARN tanto codificante como no codificante. El ARN no codificante se utiliza para regular la expresión genética y el ARN codificante se utiliza para la señalización en respuesta a ciertos estímulos. Por tanto, el ARN codificante sirve como indicador de la actividad transcripcional.

Todo tipo de modificación epigenética tiene lugar antes de que nazca un niño, es decir, durante el desarrollo fetal. A medida que el niño crece y se desarrolla, la epigenética ayuda a identificar cómo funciona una célula. Los cambios epigenéticos ocurren a lo largo de la vida de una persona. Por ejemplo, la cantidad de metilación del ADN durante el parto suele ser mayor que la cantidad encontrada en la población de edad avanzada (CDC, 2020). Lo interesante de la epigenética es que, a diferencia de los cambios genéticos, algunos mecanismos epigenéticos pueden ser reversibles.

¿Cómo se relaciona la epigenética con el autismo?

La metilación del ADN es la forma más común de regulación epigenética que puede causar silenciamiento transcripcional (cuando se silencia la transcripción de un gen específico). Se ha descubierto que la metilación del ADN está relacionada con varias fisiopatologías de trastornos neurológicos, como el trastorno del espectro autista (TEA) (Eshraghi, et al. 2018).

Algunos estudios han encontrado evidencia no concluyente sobre el vínculo entre la modificación epigenética y el autismo. Un ejemplo de este tipo de investigación es cómo las transcripciones de ROR-α en los linfocitos sanguíneos no han dado resultados positivos para diferenciar entre niños neurotípicos y autistas. Por otro lado, algunos estudios han encontrado biomarcadores de metilación para el autismo. De estos, el gen PRRT1, por ejemplo, tiene una menor metilación en la corteza temporal y el cerebelo en cerebros autistas (Eshraghi, et al. 2018). Además, el análisis de los patrones de metilación en la placenta humana (análisis del metiloma placentario humano) muestra una mayor metilación en los trastornos del autismo (Eshraghi, et al. 2018).

La dieta es un tema candente que se cree que contribuye al desarrollo epigenético del TEA. Según un estudio de metanálisis realizado por Pu et al., 2013, los países cuya dieta fortificada con ácido folato es alta mostraron una mayor asociación del polimorfismo MTHFR C677T (una enzima) en comparación con aquellos sin fortificación de alimentos. El polimorfismo de la enzima MTHFR C677T se asocia con un mayor riesgo de desarrollar autismo; la razón es que la enzima desempeña un papel clave en la metilación del ADN durante el desarrollo neuronal (Eshraghi, et al. 2018).

¿Puede el autismo ser causado por genes?

Se pueden usar algunas pruebas genéticas para identificar genes específicos en una célula que aumentan la susceptibilidad al autismo pero, desafortunadamente, no existe una prueba genética específica que pueda determinar con precisión si una persona es autista positiva o no. Esto se debe principalmente a que varios factores o expresiones genéticas causan los síntomas del autismo, lo que probablemente explica por qué los síntomas del autismo varían de un individuo a otro.

Cuanto más estudiamos nuestros genes, más se desarrollan las pruebas genéticas. A medida que aumenta el conocimiento sobre los genes, esto ayuda a comprender la relación entre genotipo y fenotipo, así como el papel de la epigenética en el TEA.

En conclusión

Aunque algunas investigaciones correlacionan positivamente las diferencias o mutaciones epigenéticas con el autismo, algunos estudios sobre este tema no respaldan esta conclusión o muestran resultados inclusivos que respaldan este hallazgo. La investigación sobre el autismo sigue creciendo y todavía hay mucho que aprender de ella.

Por ejemplo, un estudio no informó diferencias en la metilación global entre los grupos de control y el cerebro autista, mientras que otro afirma que la expresión genética en el autismo puede deberse a mecanismos que regulan los genes, en contraposición a la creencia de que la metilación genética explica la expresión de los síntomas del TEA. (Eshraghi, et al.2018). Estos debates y hallazgos contradictorios de la investigación demuestran que todavía hay mucho que aprender sobre el papel de la epigenética en el autismo.

Temas como estos son importantes, especialmente para las familias afectadas por el autismo, para comprender las razones biológicas de la experiencia del autismo de sus hijos o familiares. Comprender la epigenética también podría ayudar a educar a los padres sobre cómo elegir los mejores métodos de tratamiento médico para ayudar al desarrollo de sus hijos autistas.

Referencias

CDC, 2020. ¿Qué es la epigenética? https://www.cdc.gov/genomics/disease/epigenetics.htm#:~:text=Epigenetics%20is%20the%20study%20of,body%20reads%20a%20DNA%20sequence

Eshraghi, AA, Liu, G., Kay, SS, Eshraghi, RS, Mittal, J., Moshiree, B. y Mittal, R. (2018). Epigenética y trastorno del espectro autista: ¿existe una correlación? Fronteras de la neurociencia celular12, 78. https://doi.org/10.3389/fncel.2018.00078

Metere, A. y Graves, CE (2020). Factores que influyen en los mecanismos epigenéticos: ¿Tiene alguna función la cirugía bariátrica? Alto rendimiento9(1), 6. https://doi.org/10.3390/ht9010006

Pu, D., Shen, Y. y Wu, J. (2013). Asociación entre los polimorfismos del gen MTHFR y el riesgo de trastornos del espectro autista: un metanálisis. Autismo Res. 6, 384–392. doi: 10.1002/aur.1300