¿Qué es la epigenética?

¿Qué es la epigenética? Epigenética (del griego epi, en o sobre, y -genética) se refiere a los cambios reversibles y heredables en el fenotipo que no se deben a cambios en la secuencia del ADN. Desde un punto de vista evolutivo la epigenética permite a los organismos responder de forma rápida a los cambios del ambiente, y esto tiene una gran importancia para los sistemas parasitarios, donde hospedador y parásito se baten en una carrera de armas evolutiva y en la que uno y otro desarrollan nuevas adaptaciones como respuesta a la interacción.

Dentro de los sistemas parasitarios están los sistemas vector-parasito y que incluye son en su mayoría las enfermedades transmitidas por mosquitos y que son responsables de casi un tercio del total de las enfermedades infecciosas. De las mas importantes es la malaria causada por protozoos del genero Plasmodium. Plasmodium falciparum es el agente responsable de la malaria humana, una enfermedad que afecta sobre todo a países en vías de desarrollo y que causa la muerte a medio millón de personas al año, en su mayor parte niños. La malaria tiene ademas un impacto económico devastador en estos países que ya de por si cuentan con muy pocos recursos.

Pese a los avances en materia de investigación en la actualidad no existe vacuna efectiva contra la malaria. Pero, ¿cómo es posible? Esto se debe en gran parte a la complejidad de las interacciones entre el parásito, su mosquito vector y las interacciones de estos con el ambiente. Además, el parasito de la malaria humana es todo un master en materia de adaptación. El plasmodium en cuestión se caracteriza por su elevada plasticidad fenotípica, es decir, que es capaz de cambiar de “camisa” en cada etapa de su ciclo de vida para así optimizar su multiplicación tanto en el mosquito vector como en el hospedador humano y favorecer su transmisión. Además, el parásito presenta una gran capacidad de adaptación y ha desarrollado mecanismos muy complejos como por ejemplo los de evasión immune y que le permiten “hackear” las defensas immunitarias de nuestro organismo. Los mecanismos epigenéticos juegan un papel fundamental en la habilidad del parásito para transitar entre las distintas etapas de su desarrollo y adaptarse a las condiciones que se va encontrando en el camino.

El papel de la epigenetica se ha estudiado en parásitos en cultivo y en unas etapas muy concretas del desarrollo del parásito. Sin embargo no se conoce nada de lo que ocurre durante el desarrollo y adaptación del parásito en el mosquito, y que representa una caja negra en nuestro conocimiento de la biología del parásito. Estas cuestiones sin resolver son, sin embargo, de una importancia crucial. Conocer mejor cómo opera la epigenética en parásito mientras se encuentra dentro del mosquito permitiría por ejemplo identificar nuevos puntos débiles del parásito, estadios mas vulnerables y genes o mecanismos moleculares claves para su desarrollo, y dirigir la investigación en vacunas y otras estrategias de control hacia aquí.

Estas y otras cuestiones son las que centran mi investigación actual en la Estación Biológica de Doñana. Pero para que este conocimiento se pueda extrapolar a la situación real de transmisión de la malaria es muy importante intentar experimentar en condiciones lo mas similares posibles a las condiciones naturales. Para ello desarrollo este proyecto es en colaboración con un centro de investigación en Burkina-Faso, África, donde la malaria es endémica y mas del 90 por ciento de la población esta afectada. Todas las experiencias se llevan a cabo sobre el terreno con voluntarios de las areas infectadas.

Referencias:

Gómez-Díaz E., Rivero A., Chandre F. & Corces V.G. (2014). Insights into the epigenomic landscape of the human malaria vector Anopheles gambiae. Frontiers in Genetics 5:277. doi: 10.3389/fgene.2014.00277

Gómez-Díaz E., Jordà M., Peinado M.A. & Rivero A. (2012). Epigenetics of host-pathogen interactions: the road ahead and the road behind. Plos Pathogens, 8 (11): e1003007