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En Cierta Ciencia, de la mano de la genetista Josefina Cano nos acercamos, cada quince días, al trabajo de muchos investigadores que están poniendo todo su empeño en desenredar la madeja de esa complejidad que nos ha convertido en los únicos animales que pueden y deben manejar a la naturaleza para beneficio mutuo. Hablamos de historias de la biología.

El medio ambiente, no los genes, produce la inmensa diversidad inmunológica.

Ambiente o genética - Cierta Ciencia podcast - CienciaEs.com

En el estudio de las enfermedades, la cada vez más elaborada técnica de secuenciación de genes, les ha permitido a los científicos ahondar en el papel que ellos juegan en la respuesta inmunológica. Sin embargo, el medio ambiente, más que los genes, parece ser el encargado de generar esa enorme diversidad que caracteriza al sistema inmunológico.

Un estudio realizado con gemelos y mellizos en la Escuela de Medicina de la Universidad de Stanford demuestra que nuestro medio ambiente, más que nuestra herencia, juega el papel estelar cuando de determinar el estado del sistema inmunológico se trata, siendo más acentuado a medida que el cuerpo envejece.

Es indudable que los genes contribuyen a desencadenar ciertas enfermedades pero salvo casos excepcionales esa relación causa efecto no se corresponde con variantes genéticas. Los avances asombrosos en el secuenciamiento del genoma ha dado muchas esperanzas a los investigadores para encontrar y poder asignar cambios en los genes a ciertas enfermedades pero la realidad es que no siempre se ha logrado.

“La idea en algunos círculos científicos ha sido que si se secuencia el genoma de una persona, se podrá decir cuáles enfermedades tendrá 50 años después” dice Mark Davis, profesor de inmunología y microbiología en Standford. Pero mientras ciertas variantes génicas juegan un papel muy claro en algunas enfermedades, en todo lo que se relaciona con el sistema inmunológico tiene que existir otro modelo que le permita una gran capacidad de adaptación para poder lidiar con episodios impredecibles de infecciones, heridas y la eventual aparición de tejidos tumorales.

A diferencia de lo que ocurre con ratones de laboratorio, todos ellos con una alta endogamia y por lo mismo con un perfil genético muy similar, los humanos tienen una herencia genética diversa y rica en variaciones. Cuando se examinan sus sistemas inmunológicos se encuentran tremendas diferencias entre individuos. “Nosotros nos preguntamos si esto es el reflejo de la acción de los genes o si obedece a algo más. Encontramos que en la mayoría de los casos, incluyendo la reacción a la vacuna estándar de la influenza y a otros tipos de respuesta inmune, no hay o es muy pequeña la influencia de los genes, y lo más probable es que sea el microambiente celular y su continua exposición a innumerables invasores, quien comande esas reacciones”, afirma Davis.

Para determinar la contribución relativa de factores genéticos o ambientales, es decir medir el aporte de uno y otro, Davis y sus colegas recurrieron al viejo método de estudiar gemelos, con un 100% de igualdad genética por un lado, y por el otro mellizos, es decir hermanos que comparten el 50% de su información genética, así nacieran al tiempo. Dado que gemelos y mellizos han compartido el mismo ambiente en el útero durante todo el desarrollo embrionario y continúan, en su mayoría, estando juntos en la infancia, son los mejores objetos de estudio para contrastar y cuantificar el aporte genético del ambiental.

Gary Swan, coautor del estudio, venía creando veinte años atrás un archivo con la información de gemelos y mellizos, que al día de hoy cuenta con un registro de cerca de 2000 pares de ellos. Para este estudio los autores reclutaron 78 pares de gemelos y 28 pares de mellizos. Tomaron muestras de sangre en tres visitas separadas.

El equipo de Stanford aplicó a esas muestras, métodos de laboratorio muy refinados para medir más de 200 marcadores del sistema inmune y sus actividades.

Cuando se examinaron las diferencias en los niveles de expresión de esos marcadores entre gemelos y mellizos, los investigadores pudieron establecer que en tres cuartos de las medidas, las influencias no heredables – infecciones microbianas previas, exposición a tóxicos, vacunas e higiene dental – predominaron claramente sobre las heredables. Este dominio de lo ambiental fue más pronunciado en los gemelos mayores (60 años o más) que en los jóvenes (menos de 20 años).

Davis y sus colegas también observaron una considerable influencia ambiental en la cantidad de anticuerpos producidos en los pares de gemelos que habían sido vacunados contra la influenza. Aunque muchos estudios previos habían sugerido una poderosa influencia genética en la respuesta a la vacuna, Davis resalta que esos estudios se hicieron cuando los gemelos eran muy pequeños, es decir no habían pasado años suficientes para que se vieran sometidos a la influencia de esa exposición ambiental que moldea el sistema inmunológico a lo largo de la vida.

“Las influencias no heredables, particularmente los ataques de microbios, parecen ser la guía para generar una gran variedad inmune” dice Davis. “Durante los primeros 20 años de la vida, cuando el sistema inmunológico está madurando, parece estar desarrollando una asombrosa capacidad de adaptación a los diferentes desafíos que plantean unas condiciones ambientales cambiantes”.

La enorme plasticidad del sistema inmunológico es evidente si pensamos en la inmensurable cantidad de factores que durante la vida de una persona tiene que enfrentar y neutralizar. El cambio continuo en nutrientes, en exposición a variedades distintas de microbios que han mutado y se han convertido en grandes amenazas, significan un gran desafío para el sistema inmune, que si está en buen estado puede sobrepasar esas dificultades. Y lo hace, de acuerdo a los resultados derivados de este estudio, echando mano no de sus genes sino de factores ambientales.

Con tan pocos genes como tenemos, la cuenta ya va en menos de 19.000, no nos alcanzaría para desarrollar tantas tareas. El aporte del medio ambiente celular, sea en la forma de cómo interactúan y se regulan esos genes, adquiere cada vez más importancia tanto para estudiar las enfermedades como para su tratamiento. No es de extrañar que al día de hoy los llamados perfiles genéticos no arrojen mayor luz sobre la complejidad de la constitución humana, y que a la hora de medir su utilidad en la pelea contra las enfermedades esta sea mínima.

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