Por Jesús Sáinz
El siglo pasado, en el fraude más dañino causado a la genética y a la ciencia en general, el sistema comunista soviético prohibió todos los datos e interpretaciones científicas que no apoyaran la teoría del botánico ruso Trofim Lysenko que negaba los conceptos deterministas de la herencia mendeliana.
Según Lysenko, en el lapso de una sola generación, el medio ambiente podría alterar el fenotipo de las generaciones futuras, una idea que es ahora a menudo denominada como herencia «lamarckiana». En la opinión de Lysenko, la herencia mendeliana, junto con la evolución darwiniana, hacen hincapié en la competencia entre los seres vivos, “la lucha por la vida”, mientras que para él la biología se basa en la cooperación, y el trabajo duro conducirá rápidamente (en una generación) a la mejora de la especie. Obviamente es una idea que va contra toda observación objetiva pero que debido a la interferencia política se extendió durante décadas.
Lysenko fue uno de los defensores más conocidos de la idea de que las experiencias de un organismo pueden influir en el fenotipo de las generaciones futuras. Por ello fue denunciado, y con razón, como un charlatán dado que falsificó los datos para convencer de su hipótesis. Sin embargo, la comunidad científica ha descubierto en los últimos decenios que la idea de que algunos caracteres adquiridos pueden ser heredados puede ser cierta. Por ejemplo, las marcas epigenéticas, es decir la información no codificada en la secuencia del genoma, responden a las condiciones ambientales durante la vida de un organismo, y la evidencia reciente sugiere que dicha información puede ser heredada.
La transmisión de rasgos de padres a hijos es una característica universal de la vida tal como la conocemos, y es fundamental para el proceso de la evolución. Sin embargo, la teoría de la evolución ha ido siempre por delante de nuestra comprensión de los mecanismos biológicos de la herencia. Cuando Charles Darwin publicó El origen de las especies en 1859, Gregor Mendel empezaba a formular sus ideas de la herencia genética sobre la base de sus experimentos con plantas de guisantes. Y sería casi un siglo antes de que se conociera la estructura en doble hélice del ADN, que nos permitió comprender cómo la información genética se copia y se transmite a la descendencia.
Más complicado de entender aún es la herencia de información que va más allá de la secuencia del genoma, la llamada herencia epigenética. Un ejemplo relativamente sencillo es la herencia que determina el destino celular. Aunque cada célula de un cuerpo lleva básicamente el mismo genoma, una célula de hígado se divide siempre en dos células de hígado, no de otro tejido. La herencia de tipo celular está mediada por la transmisión de los factores de transcripción, y de marcas epigenéticas en el genoma y en las proteínas que empaquetan el DNA.
Una de las primeras conexiones entre las condiciones ambientales que afectan a los padres humanos y las tasas de la enfermedad en su descendencia se hizo a finales de 1980. Se observó que los bebés con bajo peso al nacer eran significativamente más propensos a sufrir de diabetes y de enfermedad coronaria en su vida. Esta observación dio lugar a lo que hoy se conoce como la hipótesis del «fenotipo ahorrativo»: en respuesta a una nutrición inadecuada durante el crecimiento fetal, una persona va a exhibir en su vida posterior una respuesta fisiológica que le permita almacenar de calorías agresivamente. Este fenotipo ahorrativo conduce a la obesidad y otras enfermedades relacionadas con el exceso de calorías.
El concepto general del fenotipo ahorrativo está apoyado por estudios en múltiples poblaciones humanas, siendo la más famosa la de las sobrevivientes holandeses del «invierno del hambre» de la Segunda Guerra Mundial. En respuesta a una huelga de los trabajadores de los ferrocarriles destinados a ayudar a las fuerzas aliadas, los nazis que ocupaban los Países Bajos impusieron un embargo sobre los envíos de alimentos a la parte occidental del país. El resultado fue una reducción en las raciones del gobierno a cerca de 700 calorías por día y por persona, y una hambruna que duró desde octubre 1944 hasta principios de 1945. Muchas personas recurrieron a medidas tales como comer bulbos de tulipán para sobrevivir, y por lo menos 18.000 personas murieron de desnutrición. Se comprobó que los hijos de las mujeres embarazadas expuestas a esta hambruna eran más susceptibles a la obesidad, la diabetes, las enfermedades cardiovasculares, e incluso a la esquizofrenia que personas que nacieron justo antes o después del periodo de hambruna.
El hecho de que las condiciones ambientales que afectan a la madre pueden influir en el fenotipo de su descendencia no es en sí muy sorprendente, ya que la matriz es el primer entorno de un bebé. Las madres que beben en exceso durante el embarazo están exponiendo a sus hijos a una toxina y puede dar a luz a niños con síndrome de alcoholismo fetal. Sin embargo, mucho más curioso que los efectos maternos en los niños son los casos en que el estilo de vida o la historia del padre han sido implicados en el riesgo de enfermedad de sus hijos.
Hoy sabemos que los espermatozoides llevan información epigenética. Por otra parte, durante el apareamiento, un macho proporciona a su pareja fluido seminal, que transporta proteínas y otras moléculas que podrían tener papeles de señalización. Los padres también pueden contribuir con microbios a su pareja e hijos por contacto directo o en las heces. Un gran número de estudios en roedores han demostrado que la alteración de la dieta de un padre puede influir en una serie de rasgos metabólicos en su descendencia. Pero la dieta del padre no es el único factor ambiental que puede afectar a la biología de un roedor: el estrés experimentado por los padres también pueden tener un impacto negativo en la descendencia futura.
Los estudios sobre el estrés, la dieta y los estímulos ambientales adicionales, como la exposición a tóxicos, todos apoyan firmemente la idea de que el medio ambiente de un padre puede influir en el fenotipo de la descendencia. ¿Cómo es esta información transferida a través de las generaciones? En principio, la enorme cantidad de información podría ser transmitida a la descendencia en el esperma, ya que millones de marcas añadidas al genoma (metilación) pueden transmitir información. La gran mayoría de dichas marcas se borran en la fertilización, pero las proteínas y el RNA en el fluido seminal también pueden llevar información, así como las proteínas que empaquetan al DNA.
Si bien es claro que las condiciones experimentadas por los padres pueden afectar el metabolismo y el riesgo de varias enfermedades de sus hijos, es importante ser cauteloso en la interpretación de lo que esto significa para la salud humana. Dichas marcas epigenéticas parecen transmitir información que afecta en un porcentaje mucho menor que el resto de la herencia y del ambiente.
