MADRID 9 Mar. (EUROPA PRESS) -
Una nueva investigación, dirigida por científicos de la Universidad de Utah Health, en Estados Unidos, han estudiado cómo los genes de la madre o los del padre moldean el comportamiento de los hijos y han descubierto que cada padre tiene su propio impacto en las hormonas y otros mensajeros químicos que controlan el estado de ánimo y el comportamiento.
El hallazgo, publicado en la revista 'Cell Reports', conduce a una mejor comprensión de los factores genéticos que dan forma al comportamiento, un paso hacia el desarrollo de mejores diagnósticos y tratamientos para los trastornos psiquiátricos.
"Nos intriga mucho que exista esta área de la biología sin explotar que controla nuestras decisiones --reconoce el doctor Christopher Gregg, investigador principal y profesor asociado del Departamento de Neurobiología de la U of U Health--. Obtener una imagen más clara de los factores genéticos que dan forma al comportamiento es un paso crucial para desarrollar mejores diagnósticos y tratamientos para los trastornos psiquiátricos".
El equipo de investigación de Gregg informa de que ciertos grupos de células del cerebro de los ratones dependen exclusivamente de la copia materna de un gen necesario para producir unos mensajeros químicos esenciales en el cerebro llamados neurotransmisores. En esas células, la copia del gen del padre permanece desactivada. Sin embargo, en otro órgano, la glándula suprarrenal, ciertas células favorecen la copia paterna del mismo gen. Allí, el gen está implicado en la producción de la hormona del estrés, la adrenalina.
Tras identificar este inesperado cambio en el control paterno de un único gen, el equipo de Gregg pasó a demostrar que tenía consecuencias para el comportamiento. Descubrieron que el gen de cada progenitor afectaba a los hijos y a las hijas de forma diferente: ciertas decisiones de los hijos estaban controladas por el gen de su madre, mientras que los padres tenían el control sobre algunas decisiones de las hijas.
Desde el punto de vista evolutivo, esta forma de regulación genética puede reflejar diferentes prioridades de los padres, afirma Gregg. "No todos tienen el mismo tipo de intereses, resultados y efectos selectivos --explica--. Las hijas necesitan criar camadas. Los hijos suelen dispersarse e ir a nuevos entornos". En consecuencia, a los padres les puede interesar influir de forma diferente en el comportamiento de sus hijos e hijas.
"La revelación de que los alelos maternos y paternos del mismo gen en el eje cerebro-suprarrenal podrían tener consecuencias fenotípicas dispares, o incluso antagónicas, en el comportamiento es una observación intrigante", prosigue el neurocientífico Paul Bonthuis, doctor, profesor asistente de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign y primer autor del trabajo.
"El eje cerebro-suprarrenal es una parte muy importante de la biología de los mamíferos que controla el comportamiento y afecta al estrés, el estado de ánimo, el metabolismo y la toma de decisiones", explica Gregg.
Según apunta, este hallazgo es un primer paso hacia la comprensión de cómo los genes de los padres pueden afectar a comportamientos más rutinarios y a las condiciones de salud relacionadas con las personas, desde las enfermedades mentales y la adicción hasta el cáncer y la enfermedad de Alzheimer.
En el estudio, Gregg y sus colegas se centraron principalmente en un gen denominado dopa descarboxilasa, que las neuronas necesitan para fabricar dopamina, serotonina y noradrenalina, neurotransmisores que regulan una serie de funciones que van desde el estado de ánimo hasta el movimiento.
Las copias del gen de la dopa descarboxilasa de ambos padres están activas en el cerebro, pero Gregg y sus colegas descubrieron previamente una ligera preferencia, en todo el cerebro, por la copia materna.
Para investigar si esa preferencia se localizaba en células o regiones cerebrales concretas, el equipo modificó genéticamente a ratones para que adjuntaran una etiqueta fluorescente a la enzima dopa descarboxilasa: roja si se producía con un gen heredado de mamá, azul si se había utilizado un gen de papá. De este modo, sólo tenían que mirar al microscopio para ver qué copia del gen de los padres estaba activa.
Después de examinar todo el cerebro del ratón, encontraron 11 regiones que contenían grupos de neuronas que utilizaban sólo la copia del gen de la dopa descarboxilasa de la madre. La dopa descarboxilasa también se utiliza en la glándula suprarrenal, donde es necesaria para producir la hormona adrenalina que desencadena las respuestas de "huida o lucha" ante el peligro o el estrés, por lo que los investigadores también buscaron allí. Allí encontraron grupos de células que dependían exclusivamente de la copia del gen heredado de papá.
Dado que la dopa descarboxilasa es tan importante para regular el estrés, el miedo, la ansiedad y el procesamiento de la recompensa, los investigadores querían saber cómo esta impronta daba a uno de los padres más influencia sobre ciertos comportamientos en su descendencia.
Para averiguarlo, analizaron el modo en que los ratones con mutaciones en cualquiera de las copias del gen buscaban comida. Los ratones de sus experimentos eran libres de explorar, actuando en función de miedos y motivaciones contradictorias de forma muy parecida a como lo harían en la naturaleza.
Sus movimientos cuando se arriesgaban, se retiraban a un lugar seguro y reanudaban la búsqueda de comida parecían en su mayoría aleatorios, pero el equipo de Gregg utilizó algoritmos de aprendizaje automático para encontrar patrones en el complejo comportamiento. Al dividir el comportamiento de búsqueda de alimento en módulos, identificaron las diferencias de comportamiento asociadas a la copia de los genes de la dopa descarboxilasa de cada uno de los padres.
Estos experimentos muestran que la desactivación de la copia de uno de los padres en un grupo selecto de células es suficiente para tener un impacto significativo en el comportamiento. Gregg asegura que su equipo tiene indicios de que varios genes están sujetos a este tipo de sesgo hacia el uso de la copia de uno de los padres.
"Sueño con este nuevo campo de la genética de la decisión, en el que descubrimos sistemáticamente las copias de los genes parentales que controlan decisiones y acciones específicas en contextos particulares", comenta Gregg. Estos estudios podrían llevar a los investigadores a células y circuitos neuronales con funciones no reconocidas hasta ahora en el comportamiento.
