El artículo 'La asociación del tabaquismo con la metilación del ADN y la expresión genética en muestras de tejido humano' realizado por investigadores de la Universidad de Chicago (Estados Unidos) recoge la medición de la metilación del ADN en muestras de tejido de exfumadores en la que se ha encontrado evidencia de los mecanismos de defensa del cuerpo contra la exposición ambiental.
Tal y como se publica en 'American Journal of Human Genetics', se analizaron datos de más de 900 muestras de nueve tipos diferentes de tejido humano para comprender cuán profundo es el daño celular y genético causado por fumar. El equipo de investigación generó datos epigenéticos para evaluar los efectos del tabaquismo sobre la metilación del ADN, o ubicaciones genéticas donde un puñado de átomos pueden unirse al ADN y desactivar la expresión genética. Encontraron varias regiones nuevas asociadas con el tabaquismo, incluidas algunas que se comparten entre tipos de tejidos, lo que sugiere que la metilación del ADN es parte de los intentos del cuerpo de defenderse de los efectos dañinos del humo del tabaco.
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Los estudios epidemiológicos sobre los efectos de la exposición a sustancias químicas y otros contaminantes ambientales como el humo a menudo utilizan sólo muestras de sangre, principalmente porque son fáciles de recolectar. Para este nuevo estudio, el autor principal Brandon Pierce, profesor de Ciencias de la Salud Pública y Genética Humana en la Universidad de Chicago, y su equipo trabajaron con muestras del Proyecto GTEx, un biobanco financiado con fondos públicos que alberga muestras de tejido humano de más de 950 donantes de tejido post mortem. El equipo utilizó datos de metilación del ADN de nueve tipos de tejidos, incluidos pulmón, colon, ovario, próstata, sangre total, mama, testículos, riñón y músculo.
"Si queremos comprender los efectos de exposiciones ambientales como fumar, es importante estudiar una variedad de tipos de tejidos, además de la sangre, porque las enfermedades ocurren en muchos órganos diferentes del cuerpo", argumenta Pierce. "El epigenoma varía dramáticamente entre tipos de células y tipos de tejidos, al igual que los efectos epigenéticos de las exposiciones".
Las muestras de tejido también incluían datos sobre si el donante alguna vez fumó en su vida (es decir, "alguna vez fumó"), si nunca fumó (nunca fumó) o si fumaba actualmente en el momento de su muerte (fumadores actuales).
El equipo analizó datos sobre la metilación del ADN en dinucleótidos de citosina-guanina (CpG), o regiones del ADN donde un nucleótido de citosina va seguido de un nucleótido de guanina en la secuencia de bases. Encontraron 6.350 CpG asociados al tabaquismo en los tejidos pulmonares y 2.753 en los tejidos del colon, lo que significa que estas regiones genéticas mostraron diferencias en la metilación del ADN entre los fumadores actuales o actuales, en comparación con los que nunca fumaron.
Hacer este mismo tipo de análisis en muestras de sangre solo refleja los efectos del tabaquismo en las células inmunes, mientras que los análisis en tejidos no sanguíneos brindan a los investigadores una nueva ventana a sus impactos en la salud.
Muchos de los CpG identificados en los tejidos coincidían con los identificados en estudios anteriores utilizando muestras de sangre, incluidos genes implicados en la desintoxicación o transformación de sustancias químicas extrañas para que puedan eliminarse del cuerpo. Sin embargo, también hubo grandes diferencias entre los tipos de tejido. Los pulmones tienen casi tres veces más CpG asociados al tabaquismo identificados que el colon, por ejemplo, lo cual tiene sentido porque los pulmones están directamente expuestos al humo del cigarrillo.
"Cada tejido se expone al tabaquismo de forma diferente. El pulmón es mucho más directo a través de la inhalación, mientras que el colon llega más tarde. Entonces, esa es una naturaleza diferente de exposición, y podemos capturar los efectos de esa diferencia", explica Niyati Jain, coprimera autora y estudiante de doctorado en el Comité de Genética, Genómica y Biología de Sistemas.
"Las respuestas epigenéticas al tabaquismo pueden reflejar mecanismos que nos defienden o median en los efectos adversos del tabaquismo. Caracterizarlos puede darnos una mejor comprensión de la relevancia y el riesgo de la enfermedad", añade Jain.
Además de fumar, Pierce comenta que puede imaginarse el uso de la misma técnica para comprender otras exposiciones ambientales menos obvias. "Podemos identificar firmas epigenéticas que pueden servir como biomarcadores de los efectos de la exposición. Por ejemplo, basándonos en el epigenoma de una persona, podemos saber potencialmente si ha estado expuesta a un tipo particular de contaminante. Cuanto más podamos aumentar la diversidad de tejidos y la cantidad de muestras de más personas, más podremos aprender", finaliza.
