Epigenetica y nanomateriales

Epigenetica y nanomateriales

Los efectos de los nanomateriales sobre el ADN están documentados. Una cosa es alterar la secuencia de ADN y otra es alterar la forma como este ADN se expresa. De ello trata la epigenética. Recientemente se ha revisado lo que se conoce sobre los efectos epigenéticos de los nanomateriales.
21 Diciembre 2017

Permítanme una licencia para explicar la diferencia entre genética y epigenética. Adoptando un símil cinematográfico, diríamos que la genética tiene que ver con el guión de la película, con lo que está escrito, mientras que la epigenética tiene que ver con la producción de la película y con lo que, al fin y al cabo, terminará por verse en pantalla. Todos hemos visto distintas versiones, buenas y malas, de un mismo guión. Pues a nivel genético podríamos decir lo mismo: puede que el código genético esté bien escrito, esto es, que no haya ninguna alteración en la secuencia de bases (A,C,T,G) que condifican una proteina, y sin embargo ocurrir que a la hora de fabricar esa proteina se produzcan fallos en el proceso que acaben generando una proteina defectuosa. Otro tipo de fallo sería que se alteraran las órdenes de producción de proteinas activando o desactivando genes. Nos preguntamos si los nanomateriales pueden producir este tipo de alteraciones epigenéticas. ¿Sabemos algo al respecto?

Los nanomateriales (NM) pueden inducir cambios epigenéticos en el ADN, en el ARN y en las proteinas. Pueden actuar a nivel de núcleo produciendo alteraciones en la cromatina que impactan en la expresión de los genes y modificaciones –por hipometilación del ADN- que se han asociado a un incremento en la inestabilidad genómica. Los nanomateriales también pueden afectar a los llamados microARN alterando el patrón de expresión genética, alteraciones que pueden conducir al desarrollo de patologías.

Además, resulta que de moduladores naturales de la expresión genética -que garantizan la correcta expresión de los genes y la correcta producción de proteínas- los hay de muchos tipos ya que presentan mucha variabilidad genética. Por tanto nos encontramos con un panorama en que tenemos una gran variedad de estos moduladores epigenéticos susceptibles de ser alterados por acción de los NM. En consecuencia, potencialmente tenemos muchos caminos que pueden conducir a un mismo panorama no deseable: el de las alteraciones de base epigenética que conducen a enfermedades.

¿Tenemos alguna evidencia de esta acción de los nanomateriales artificiales? La respuesta es afirmativa y ya la encontramos en 2013 en la excelente revisión, de lo que se sabía hasta la fecha, realizada por Stoccoro1 y colaboradores. En ella nos hablan de varios estudios con NM concretos - Nanopartículas de SiO2, gotas cuánticas (CdTe), Nanopartículas de TiO2, nanopartículas de Au, Nanotubos de Carbono de pared múltiple, Nanopartículas de óxido de alumnio Al2O3- y sus efectos epigenéticos: hipometilación global de ADN, represión de ARNm, alteraciones de la expresión de micro ARN, condensación de la cromatina, entre otros.

¿A qué tipo de enfermedades pueden conducir estas alteraciones epigenéticas? Pues a muchas, y variadas. Así lo atestigua un recentísimo estudio publicado en Noviembre de 2017 por Dusinka2 y colaboradores, en el que se habla de cáncer, enfermedades autoinmunes, alergias, diabetes tipo II, alteraciones neurodegenerativas y obesidad (ver figura). Merece la pena llamar la atención sobre el título de la publicación científica donde se presenta este trabajo: se trata de FOOD AND CHEMICAL TOXICOLOGY. Y es que también encontramos nanomateriales artificiales en los alimentos. Otro día hablaremos del tema.

En definitiva, visto lo visto, y dado el uso generalizado de nanomateriales tanto presente como el que está por venir, no es de extrañar que el equipo de Dusinka, por cierto 100% mujeres, concluya su artículo con las siguientes palabras:

... a la luz de sus propiedades [la de los nanomateriales] epigenéticas potenciales aquí revisadas, se debe prestar más atención a los posibles resultados de la exposición en personas, así como la posible inducción de efectos también en la descendencia.

Feliz Navidad y buenos polvorones sin dióxido de titanio!

Referencias

[1] Stoccoroa, A., Karlssonb, H., Coppedèc, F., Migliorea, L. 2013. Toxicology Epigenetic effects of nano-sized materials. Toxicology 313, 3– 14 http://dx.doi.org/10.1016/j.tox.2012.12.002

[2] Dusinska, M., Tulinska, J., El Yamani, N., Kuricova, M., Liskova, A., Rollerova, E., Runden-Pran, E.,  Smolkova, B., 2017. Immunotoxicity, genotoxicity and epigenetic toxicity of nanomaterials: New strategies for toxicity testing? Food and Chemical Toxicology 109, 797-811 https://doi.org/10.1016/j.fct.2017.08.030

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