Las experiencias tempranas en la vida modifican el ADN del cerebro adulto

Desde al menos una década, los científicos están en conocimiento de que la mayoría de las células en el cerebro de los mamíferos experimentan transformaciones  en su material genético. Estos cambios en su ADN hacen que cada neurona, presente ligeras diferencias unas a otras, aunque estén vecinas.

Unos cuantos de estos cambios son ocasionados ​​por genes «saltadores», conocidos con el nombre de elementos nucleares intercalados largo (LINE, por sus siglas en inglés), que se mueven de un punto a otro del genoma. En el año 2005, el laboratorio de Gage descubrió que un gen de salto llamado L1, que ya se sabía que se copiaba y se pegaba en nuevos lugares del genoma, podía saltar durante la fase de desarrollo de las neuronas cerebrales.

El estudio que relaciona ADN y crianza

Científicos del Instituto Salk publicaron sus hallazgos en la revista Science, indicando que el tipo de cuidado materno que un ratón hembra proporcionaba a sus cachorros podía cambiar de manera comprobable su ADN.

Este hallazgo respalda los estudios sobre cómo los entornos en los cuales transcurre la niñez afectan el desarrollo cerebral en los humanos, datos que podrían  entregar información significativa sobre algunos trastornos neuropsiquiátricos como la depresión y la esquizofrenia.

Rusty Gage, profesor en Laboratorio de Genética de Salk dice: “Se nos enseña que nuestro ADN es algo estable e inmutable que nos hace ser lo que somos, pero en realidad es mucho más dinámico”, «Resulta que hay genes en sus células que son capaces de copiarse y moverse, lo que significa que, de alguna manera, su ADN sí cambia«.

Hipótesis y metodología de estudio

Tracy Bedrosian, ex investigadora asociada de Salk y primera autora del estudio indica que: «Si bien hemos sabido por un tiempo que las células pueden adquirir cambios en su ADN, se ha especulado que tal vez no sea un proceso aleatorio«, «Tal vez haya factores en el cerebro o en el medio ambiente que provocan cambios con mayor o menor frecuencia».

Para poner a prueba esta hipótesis, Gage, Bedrosian y sus colegas comenzaron observando en los ratones las variaciones naturales en el cuidado que las madres proporcionaban a sus crías.

Luego, estudiaron el ADN del hipocampo de la descendencia- parte del cerebro que está involucrado en la emoción, la memoria y algunas otras funciones involuntarias. El equipo descubrió una correlación entre el cuidado materno y el número de copias L1, ya que los ratones con madres que les proporcionaban cuidados atentos tenían menos copias del gen L1 y los que tenían madres negligentes tenían más copias L1 y, por lo tanto, mayor diversidad genética en sus cerebros.

Para descartar que esta diferencia fuera una coincidencia, el equipo realizó una serie de experimentos de control, como el control del ADN de ambos padres de cada camada, para asegurarse de que la descendencia no solo heredara sus números de L1 de un padre, sino también como una verificación de que el ADN adicional era en realidad ADN genómico y no material genético perteneciente al exterior del núcleo celular.

Finalmente, criaron a la descendencia y cambiaron a las crías, de forma que los ratones nacidos de madres negligentes fueron criados por atentas, y viceversa. Los resultados iniciales entre la correlación mostrada por los L1 y el estilo de maternidad se mantuvieron: las crías nacidas de madres negligentes, pero criadas por madres que le brindaban cuidados tenían menos copias de L1 que aquellos ratones nacidos de madres atentas pero criados por negligentes.

Como una respuesta ante estos resultados, los investigadores  plantearon que los descendientes cuyas madres eran negligentes presentaban un mayor nivel de estrés ​​y que de alguna manera ésto ocasionaba que los genes se copiaran y se movieran con mayor frecuencia dentro del genoma. Curiosamente, no hubo una correlación similar entre el cuidado materno y el número de otros genes de salto conocidos, lo que sugirió un rol único para L1.

Así que, luego, el equipo analizó la metilación: el patrón de marcas químicas en el ADN que indica si los genes deberían o no copiarse y cuáles pueden estar influenciados por factores ambientales. En este caso, la metilación de los otros genes de salto conocidos fue consistente para todas las crías. Pero era una historia diferente con L1: los ratones con madres negligentes tenían notablemente menos genes metilados L1 que aquellos con madres atentas, lo que sugiere que la metilación es el mecanismo responsable de la movilidad del gen L1.

Utilidad de estos hallazgos

Los investigadores han planteado la hipótesis de que tales cambios crean una diversidad potencialmente útil entre las células cerebrales, como una especie de ajuste fino, pero también podría contribuir al desarrollo de ciertas afecciones neuropsiquiátricas.

«Este hallazgo concuerda con los estudios de negligencia infantil que también muestran patrones alterados de metilación del ADN para otros genes”,»Eso es algo esperanzador, porque una vez que entiendes un mecanismo, puedes comenzar a desarrollar estrategias para la intervención»

El equipo aclara que en este punto no está claro si hay consecuencias funcionales del aumento de los elementos L1. El trabajo futuro analizará si el rendimiento de los ratones en las pruebas cognitivas, como recordar qué camino en un laberinto conduce a un tratamiento determinado, se puede correlacionar con el número de genes L1 que contiene el ADN cerebral.