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68 SOCIEDAD ADN Metilación ADN 35 30 VIERNES, 5 DE JULIO DE 2013 abc. es sociedad ABC Cómo cambia el cerebro con la experiencia Neurona Corteza prefrontal 2 Meti Metilación GC (nor (normal) Metilación no GC (específica) 25 20 15 10 5 0 3 4 1 Cerebro Glía Edad (años) 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 1 La investigación se hamás centrado en la región evolucionada del cerebro, la corteza prefrontal, encargada de las funciones intelectuales, la conducta dirigida a objetivos y la adquisición de nuevos conocimientos. Fuente: Instituto Salk que las de lo con se mantiene constante, 2 Se ha encontrado un tipo neuronas de la corteza 3 A diferencianormalque ocurrede lasla 4 Luegoligeramente con la edado (lo prefrontal sufren de modificación metilación del resto decae epigenética especial (estrellas rosas) que no está presente otras células cerebrales como las gliales, que fundamentalmente sufren la metilación normal (estrellas verdes) Estas marcas químicas especiales se acumulan en lugares diferentes. células, cuyo cambio se asocia a enfermedades, la metilación específica de las neuronas se produce hasta el final de la segunda década de la vida, con un incremento más acusado hasta los dos años. que podría asociarse al declive cognitivo del envejecimiento) Esta modificación dinámica y altamente selectiva se asocia con procesos de relacionados con el aprendizaje y adquisición de nuevas experiencias. ABC E. SEGURA Los circuitos que moldean el cerebro Una investigación con participación española publicada en Science explica cómo cambia el cerebro del nacimiento a la adolescencia PILAR QUIJADA MADRID L a maduración del cerebro, con la formación de los circuitos que van a conformar nuestras características personales y tal vez las enfermedades neurológicas y psiquiátricas que padeceremos, comienza antes del nacimiento y se extienden hasta casi la tercera década de la vida. Se sabía poco de cómo ocurría este proceso, pero ahora un trabajo internacional que se publica en el último número de la revista Science en el que participa Manel Esteller, director del programa de Epigenética y Biología del Cáncer del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Bellvitge, ofrece importantes pistas para entender mejor los cambios que tienen lugar en la formación de los circuitos del cerebro que nos permiten pensar y aprender. Y explicaría también los llamativos cambios conductuales que tienen lugar en la adolescencia. Los investigadores, liderados por Joseph R. Ecker, del Instituto Salk, en California, han descubierto cómo la región más evolucionada del cerebro, la corteza prefrontal, encargada de las funciones intelectuales, la conducta dirigida a objetivos y la adquisición de nuevos conocimientos, sufre modificaciones en el ADN de forma muy selectiva y dinámica desde el desarrollo fetal hasta el final de la adolescencia, periodo en el que las conexiones, o sinapsis, entre las células nerviosas están aumentando rápidamente Estas modificaciones del ADN se denominan epigenéticas porque no cambian la información genética heredada de nuestros padres, pero sí determinan cómo se manifestará, añadiendo marcas químicas que determinan qué genes se activarán y cuáles no. Uno de estos mecanismos epigenéticos es la denominada metilación del ADN, que tiene lugar en todas las células del organismo, pero que en las neuronas se lleva a cabo de una forma especial, como explica Esteller: La metilación normal la que ocurre en el resto del organismo sólo cambia con las enfermedades. Y esta nueva metilación específica de las neuronas ahora descubierta, va cambiando a lo largo de la vida, desde la época fetal y el nacimiento hasta la adolescencia, y se va incrementando a medida que se adquieren experiencias y aprendizajes Incluso, apunta Esteller, este mecanismo ahora descubierto puede tener que ver con la parte más rebelde de los adolescentes, porque coincide con el momento en que están acabando de fijar los patrones de expresión génica. Unos aparecen y otros desaparecen y hay un poco de inestabilidad de la expresión génica, que coincide con un proceso que ocurre también en la adolescencia, denominado poda neuronal, por el que unas neuronas permanecen y otras son eliminadas Etapas críticas También estaría relacionada el proceso masivo de reorganización y maduración en la corteza prefrontal que tiene lugar hacia el final del primer año de vida, coincidiendo con el momento en que estas modificaciones químicas descubiertas ahora están en su máximo apogeo, lo que explicaría la explosión de habilidades cognitivas que muestran los bebés. En este nuevo estudio, los investigadores han identificaron los sitios exactos de metilación del ADN en el genoma del cerebro desde niños recién nacidos y adultos, pasando por los adolescentes. Además de la metilación del ADN que está presente en todas las cé- Modificaciones especiales Ocurren sólo en las células madre y las neuronas, por un periodo determinado Desarrollo evolutivo El máximo incremento se produce hasta los dos años y durante la adolescencia lulas del organismo desde el nacimiento, incluidas las neuronas y las células de glía, han descubierto una segunda forma de metilación del ADN denominada no- CG que es casi exclusiva de las neuronas y se incrementa a medida que el cerebro madura, con un ritmo máximo hasta los dos años y otro pico en la adolescencia, convirtiéndose en la forma dominante de metilación del genoma de las neuronas. Estos hallazgos demuestran que el período durante el cual los circuitos neuronales del cerebro maduran va acompañado de un proceso paralelo de reconfiguración a gran escala del epigenoma neuronal explica Ecker. Los investigadores del Salk habían descubierto previamente que en las células madre embrionarias humanas y células de madre pluripotentes inducidas (IPS) también se da este tipo de modificación. Al principio pensaron que desaparecía cuando las células madre se diferencian para formar los distintos tipos de tejidos, como pulmón o tejido adiposo. Pero en el estudio actual han visto que en el cerebro tiene lugar después del nacimiento y es muy activa durante la infancia y la adolescencia, cuando la corteza prefontal está madurando. El siguiente paso en la investigación será comprobar si este nuevo mecanismo tiene relevancia en trastornos del neurodesarrollo, como el autismo, o enfermedades psiquiátricas: Es interesante el hecho de que ocurra también al final de la adolescencia, que es el momento de la vida en el que aparecen muchas enfermedades psiquiátricas, como esquizofrenia, depresión o conducta suicida concluye Manel Esteller.