Silenciamiento de genes: ¿contribuye la leche materna?

Descrito recientemente, el silenciamiento de genes es un sofisticado mecanismo de control de las funciones tisulares. El hallazgo de un enorme repertorio de moléculas silenciadoras en la leche humana ha marcado un hito en la fisiología de la lactancia. Así, la percepción de la leche ha cambiado de ser un ‘alimento simple’ a un sistema de comunicación materno-neonatal altamente sofisticado.

En este artículo exploraremos cómo las moléculas silenciadoras presentes en la leche materna orquestan la programación genética temprana del bebé.

¿Cómo es el mecanismo del silenciamiento de genes?

Para explicar este proceso, es necesario recordar que el ADN y el ARN son dos tipos de ácidos nucleicos. Cada tipo corresponde a largas moléculas en las que se concatenan moléculas más pequeñas conocidas como ‘bases’. En función de la secuencia específica de bases, dos cadenas de ácidos nucleicos pueden reconocerse y acoplarse para formar una doble cadena.

Por una parte, las secuencias de bases del ADN conforman un ‘molde original’ de la secuencia de los genes. Por otra, esa información de cada gen se copia en un ARN mensajero (ARNm). Esta trasmisión del código del ADN al ARNm es el primer paso para fabricar las proteínas.

El silenciamiento de genes se logra por bloqueo o interferencia del ARNm. Este constituye un proceso innato que resulta en la destrucción de la copia del gen que el ARNm porta.

¿Cómo ocurre el proceso?

Durante el silenciamiento, pequeñas secuencias de ARN de interferencia (ARNi) se acoplan al ARNm, y esta dupla RNAm-RNAi es detectada y destruida. Conviene destacar que el acoplamiento ARNm-ARNi requiere que ambos sean complementarios, lo que hace que el proceso sea gen-específico. Hasta la fecha, se ha reportado un repertorio de 1080 distintas moléculas silenciadoras en el humano, de las cuales casi 400 han sido detectadas en leche materna.

¿Qué función cumple el silenciamiento de genes durante la lactancia?

Al principio, cuando se reveló el silenciamiento, se consideró un mecanismo de defensa llamado a silenciar los ARNm dañinos, como es el caso de los virus. Sin embargo, hoy se conoce que tiene el potencial de regular procesos muy complejos.

En el lactante, destaca la regulación de la respuesta inmune y la regulación de la diferenciación (o maduración) celular. Sin duda, ambas funciones son extremadamente importantes para el desarrollo del lactante.

¿Cómo viajan estas moléculas silenciadoras en la leche materna?

Los ARNi de leche viajan dentro de pequeñas cápsulas lipídicas que se han denominado ‘exosomas’ y dentro de los glóbulos de grasa de la leche. Estos exosomas brotan de las células epiteliales de la glándula mamaria.

Gracias a este empaquetamiento especial, los exosomas se integran muy fácilmente a las células intestinales. Allí, pueden alcanzar dos destinos: el primero, regular la función de la propia célula intestinal, el segundo, traspasar el intestino y alcanzar la circulación sanguínea para actuar en un tejido diana.

Otros datos que te gustará saber de las moléculas silenciadoras

• Prácticamente todas las células vivas sintetizan y secretan exosomas, cada una con su contenido de ARNi, que regula la expresión génica y el metabolismo.
• Este mecanismo mediado por exosomas puede actuar sobre células vecinas en un mismo tejido o sobre células distantes, viajando a través de la sangre.
• Se estima que los ARNi regulan la expresión y el metabolismo del aproximadamente el 60 % de los genes humanos.
• Los científicos han determinado que la producción inapropiada de ARNi específicos se asocia al desarrollo de varias enfermedades.
• La fórmula infantil es deficiente en ARNi exosómicos.
• Una amplia variedad de organismos, incluidos animales, plantas y hongos producen y secretan exosomas cargados de ARNi.
• El conocimiento de cómo funcionan los ARNi está siendo aplicado experimentalmente para bloquear los genes con fines terapéuticos y de investigación.