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23 Noviembre 2018

Patrones epigenéticos y su vínculo con la malnutrición

Los cambios en los esquemas de metilación de histonas en niños con retraso del crecimiento revelan el impacto a nivel de epigenoma de un entorno nutricionalmente pobre.

Los niños con desnutrición crónica sufren un retraso en su crecimiento durante los dos primeros años y, a partir de entonces, sostienen una mala salud durante el resto de sus vidas. Entre los factores que contribuyen al estancamiento de su desarrollo se encuentran la mala nutrición y la exposición a patógenos, aunque el historial de los padres también puede desempeñar un papel importante. Sin embargo, se desconoce en gran medida el impacto epigenético de un entorno pobre en niños pequeños.

El entorno de la vida temprana puede ejercer un profundo efecto sobre la salud a largo plazo. Sin embargo, las diferencias en los patrones epigenéticos de desarrollo en respuesta a los desafíos ambientales no se comprenden bien en humanos, donde la insuficiencia de nutrientes y la exposición a patógenos en la primera infancia pueden afectar la función del sistema inmunológico y la salud metabólica en la edad adulta.

En este estudio se presenta un panorama completo de los patrones de modificaciones epigenéticas, específicamente la metilación en la histona H3 lisina 4 (una trimetilación) (H3K4me3) en lactantes desnutridos y sus madres.

Un patrón de modificación de la cromatina en las células sanguíneas de los niños con retraso en el crecimiento emergió con el tiempo e implicó una disminución global de la metilación en las localizaciones canónicas cerca de los sitios de inicio de los genes y un aumento de la metilación en los sitios ectópicos a lo largo del genoma. Esta redistribución ocurrió en los genes relacionados con el metabólicos y el sistema inmunitario, y fue específica para H3K4me3, ya que no se observó para la acetilación de la histona H3 lisina 27 en las mismas muestras analizadas.

La influencia de los cambios de metilación en el retraso en el crecimiento a nivel mundial se asemejan a los que ocurren in vitro en respuesta a la capacidad alterada de metilación, lo que sugiere que la reducción de los niveles de nutrientes de un solo carbono en la dieta juega un papel clave en el estancamiento del desarrollo en este grupo poblacional. Una red de genes expresados diferencialmente en niños con retraso en el crecimiento reveló efectos en la maquinaria de modificación de la cromatina, incluyendo la renovación de H3K4me3, así como la regulación genética postranscripcional que afecta las vías de respuesta inmunitaria y el metabolismo de los lípidos. Consistente con estos cambios, la expresión reducida del gen del receptor de LDL (LRP1) es un factor de atrofia en un modelo de ratón, lo que sugiere un objetivo para la intervención.

En suma, las comparaciones de los patrones emergentes de H3K4me3 durante el primer año de vida muestran cambios a gran escala consistentes con el impacto de un entorno pobre, y revelan un gen candidato con un papel en la respuesta.

Fuente bibliográfica

DOI: 10.1073/pnas.1722125115

Ciencia y Medicina

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