El medio ambiente, y no los genes, dicta la variación inmunológica humana
Referencia: ScienceDaily.com
“Environment, not genes, dictates human immune variation, study finds”
* * * *Un estudio de gemelos demuestra que nuestro medio ambiente, más que nuestra herencia, juega el papel principal en la determinación del estado de nuestro sistema inmunológico, la defensa primaria del cuerpo contra la enfermedad. Y esto es especialmente cierto conforme envejecemos.
ADN (ilustración). Crédito: © abhijith3747 / Fotolia
El mejoramiento de las tecnologías de secuenciación de genes han centrado la atención de los inmunólogos en el papel de los genes en las enfermedades. Pero parece que el medio ambiente es un factor aún más importante en la respuesta inmune humana, según demuestra el estudio que ha sido realizado por investigadores de la Escuela de Medicina en la Universidad de Stanford.
Mucho se ha hablado del rol que desempeñan los genes en la salud humana. Los impresionantes avances en las tecnologías de secuenciación de genes, junto con su abaratamiento, han hecho que la atención de muchos científicos se centre en las pequeñas variaciones del genoma --esa caja de herramientas de genes que transportan prácticamente todas las células del cuerpo--, con la esperanza de predecir la salud futura. Tales estudios han puesto de manifiesto la contribución de la genética a los resultados de la salud. Sin embargo, salvo algunas notables excepciones, muy pocas variantes genéticas individuales tienen una gran contribución a las condiciones particulares de la salud.
"La idea, en algunos círculos, ha sido que, si tú secuencias el genoma de alguien, puedes predecir qué enfermedades va a tener 50 años más tarde," reseñó Mark Davis, doctor y profesor de microbiología e inmunología, además de director del Instituto de Stanford sobre inmunidad, Trasplantes e Infecciones. Pero mientras que la variación genómica claramente juega un papel clave en algunas enfermedades, dijo, el sistema inmune debe ser tremendamente adaptable a fin de hacer frente a los episodios impredecibles de la infección, lesiones y la formación de tumores.
"El sistema inmune tiene que pensar sobre la marcha", apunto Davis, autor principal de este nuevo estudio que fue publicado el 15 de enero en Cell, y cuya autoria es compartida por ex becarios posdoctorales de Stanford, Petter Brodin y Vladimir Jojic.
Innato o adquirido
"A diferencia de los ratones de laboratorio, las personas tienen patrimonios genéticos ampliamente divergentes", explicaba Davis. "Y cuando se examina el sistema inmunológico de la gente, a menudo encuentras enormes diferencias entre ellos. Así que, nos preguntábamos si esto reflejaba las diferencias genéticas subyacentes o reflejaba algo más. Sin embargo, lo que encontramos fue que en la mayoría de los casos, incluyendo la reacción a una vacuna contra la gripe normal y otros tipos de respuesta inmune, que hay muy poca o ninguna influencia genética funcionando, y lo más probable es que el medio ambiente y la exposición a sus innumerables microbios es el principal conductor."
Para determinar las contribuciones relativas a lo innato y lo adquirido, Davis y sus colegas recurrieron a un viejo método, ya centenario, de aisladas influencias tanto ambientales como hereditarios: Compararon pares de gemelos monocigóticos, más conocidos por la mayoría de nosotros como "idénticos", y de dicigóticos o fraternales, o sea, gemelos. Los gemelos monocigóticos heredan el mismo genoma. A pesar de los inevitables errores de copia cuando las células se dividen, y que originan pequeñas divergencias genéticas que se acumulan entre gemelos monocigóticos a lo largo del tiempo, siguen siendo casi al 100 por ciento genéticamente idénticos. Los gemelos dicigóticos no son más parecidos genéticamente que los hermanos normales, de promedio comparten el 50 por ciento de sus genes.
Debido a que ambos tipos de gemelos comparten el mismo entorno en el útero y, por lo general, comparten el mismo entorno en la infancia, eso les convierte en excelentes sujetos para contrastar la herencia genética frente a la influencia ambiental.
Hace aproximadamente dos décadas, el coautor del estudio, Gary Swan, entonces en SRI Inc. y que ahora ejerce de profesor consultor de medicina de Stanford, comenzó una labor de conservador de un registro de gemelos con fines de investigación. Dicho registro incluye ahora a unos 2.000 pares de gemelos. Para este nuevo estudio, los investigadores reclutaron a 78 pares de gemelos monocigóticos y a 27 pares de gemelos dicigóticos del registro. Extrajeron la sangre de todos ellos en tres visitas separadas.
El equipo de Stanford aplicó más tarde métodos de laboratorio sofisticados a las muestras de sangre, para medir más de 200 distintos componentes y actividades del sistema inmune. Todas las muestras fueron enviadas de inmediato al Human Immune Monitoring Core de Standord, que alberga lo último en tecnología y detección inmunológica.
El poder de entorno
Al examinar las diferencias en los niveles y estados de actividad de estos componentes dentro de los pares de gemelos monocigóticos y dicigóticos, los científicos de Stanford encontraron que en las tres cuartas partes de las mediciones, las influencias eran no hereditarias, entre ellas el examen microbiano previo o exposición a sustancias tóxicas, vacunas, dieta e higiene dental, que superaron a los heredables en la contabilización de diferencias dentro del par de gemelos. Este predominio del medio ambiente fue aún más pronunciado en los gemelos idénticos de mayor edad (60 años en adelante) que en los gemelos más jóvenes (menores de 20 años).
Davis y sus colegas también observaron una considerable influencia del medio ambiente sobre las cantidades de anticuerpos producidos en los miembros de los pares de gemelos que habían sido vacunados de la gripe en una investigación independiente en Stanford, dirigida por la coautora del estudio Cornelia Dekker, médica y profesora de enfermedades infecciosas pediátricas, y directora médica del Programa de Vacunación del Hospital infantil Lucile Packard, de Stanford. Mientras que muchos estudios previos han sugerido un componente genético poderoso en la capacidad de respuesta a la vacuna, Davis señaló que estos estudios se realizaron, típicamente, en niños muy pequeños que todavía no se habían sometido a décadas de exposición ambiental, lo que manifiesta una remodelación del sistema inmune con el tiempo.
En un notable ejemplo de la plasticidad del sistema inmune, los científicos de Stanford hallaron que, la presencia o ausencia de una sola infección viral crónica podría tener un efecto enorme sobre la composición y capacidad de respuesta del sistema. Tres de cada cinco estadounidenses, y nueve de cada 10 personas el mundo desarrollado son portadores crónicos del citomegalovirus, que resulta peligroso en personas con sistemas inmunológicos comprometidos, pero en general benigno para los demás. En 16 de los 27 pares de gemelos monocigóticos que participaron en el estudio, uno de los miembros de la pareja había estado expuesto a citomegalovirus, pero el otro no. Para casi el 60 por ciento de todas las características que midió el equipo de Davis, la presencia del citomegalovirus en uno de los gemelos y la ausencia en el otro marcó una gran diferencia.
"Las influencias no hereditarias, en particular los microbios, parecen desempeñar un papel muy importante en la conducción de las variaciones inmunes", aseveró Davis. "Al menos durante los primeros 20 o más años de tu vida, cuando tu sistema inmunológico está madurando, este increíble sistema parece ser capaz de adaptarse a muy diferentes condiciones ambientales. Un sistema inmunológico humano sano se adapta continuamente a sus encuentros con agentes patógenos hostiles, con microbios intestinales amistosos, con los componentes nutricionales y demás, eclipsando las influencias de la mayoría de los factores hereditarios."
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# # #- Otros coautores del estudio de Stanford son: Atul Butte, MD, PhD, associate professor of pediatrics (systems medicine) and of genetics; Holden Maecker, PhD, associate professor of microbiology and immunology and director of Stanford's Human Immune Monitoring Center; former postdoctoral scholar Shai Shen-Orr, PhD; research associate David Furman, PhD; software specialist Sanchita Bhattacharya; and MD/PhD student Cesar Lopez Angel.
- Más Información en Stanford's Department of Microbiology and Immunology.
- Fuente: Stanford University Medical Center.
- Publicación: Petter Brodin, Vladimir Jojic, Tianxiang Gao, Sanchita Bhattacharya, Cesar J. Lopez Angel, David Furman, Shai Shen-Orr, Cornelia L. Dekker, Gary E. Swan, Atul J. Butte, Holden T. Maecker, Mark M. Davis. Variation in the Human Immune System Is Largely Driven by Non-Heritable Influences. Cell, 2015; 160 (1-2): 37 DOI: 10.1016/j.cell.2014.12.020 .
- Imagen: ADN (ilustración). Crédito: © abhijith3747 / Fotolia
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