Un nuevo y valiente mundo de la manipulación génica en el cerebro humano

En los últimos años, los científicos han descubierto piezas móviles de material genético que se mueven dentro de las células. Estas piezas se llaman retrotransposones. Pueden copiarse e insertarse cerca y dentro del ADN y así inducir mutaciones. Una investigación australiana recientemente publicada en la revista Nature revela que los retrotransposones pueden alterar el genoma de las células cerebrales humanas. De hecho, los retrotransposones penetran más efectivamente en los genes neuronales que aquellos en las células sanguíneas que se usaron para la comparación. Se observaron miles de mutaciones de retrotransposones en dos de las cinco áreas examinadas de cerebros de donantes humanos post-mortem.

Aunque estos fragmentos de ADN no son genes, interactúan con genes que saltan a distintos sitios dentro de un cromosoma (tal vez se enteró del descubrimiento de Barbara McClintok en 1983 del descubrimiento ganador de "genes saltarines"). Todas las células tienen enzimas que cortan transposones de una cadena de ADN, que luego se insertan en otras ubicaciones del ADN. A veces, el corte incluye un gen adyacente junto con el transposón, y por lo tanto, cuando ocurre la reinserción, el gen hace autostop a lo largo de la nueva ubicación. El salto no es aleatorio; ocurre preferentemente en regiones codificantes de proteínas activas, incluso a veces en un cromosoma diferente. El potencial para cambiar la función es enorme, sin embargo, no sabemos exactamente qué consecuencias funcionales se producen. Sabemos que el proceso es más común en humanos y primates superiores.

Hemos sabido por algún tiempo que todas las células están influenciadas por efectos epigenéticos; es decir, los eventos en el entorno pueden alterar el genoma. El mecanismo bien puede implicar retrotransposones. La manipulación de genes puede ser especialmente robusta para alterar el aprendizaje y la memoria. Puede que no sea un accidente que las mutaciones de retrotransposones se hayan visto en el hipocampo humano, la región del cerebro más directamente involucrada en la formación de recuerdos y la única parte del cerebro donde continuamente nacen nuevas células en adultos. La memoria de los eventos aprendidos resulta de cambios más o menos duraderos en las uniones (sinapsis) entre las células en los circuitos que procesaron el aprendizaje. Estos cambios duraderos son posibles gracias a la producción de nuevas proteínas en esas sinapsis. Esa proteína está bajo control genético (por lo tanto, se puede mantener una memoria porque los genes pueden reemplazar cualquier proteína que se degrade con el tiempo).

Aldous Huxley, 1894-1963

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Las implicaciones de este descubrimiento para el aprendizaje y la memoria, y la función cerebral en general, son inestimables. Más importante aún, y aquí es donde entra en juego el "Nuevo mundo feliz", debería existir la posibilidad de manipular las funciones génicas de manera predecible y duradera mediante el uso de transposones sintéticos (que deberían ser fáciles de fabricar). El transporte de retrotransposones sintéticos a las neuronas podría lograrse al empaquetarlos con un virus inofensivo; los principios básicos de la tecnología de "transfección" ya están bien establecidos. La parte más difícil será descubrir qué transposones producen los cambios deseados en la función cerebral. Pero parece razonable probar varios retrotransposones con la esperanza de encontrar algunos que ayuden a cimentar o magnificar recuerdos y tal vez otros que borren recuerdos no deseados, como ocurre en el síndrome de estrés postraumático. Sin embargo, existe un potencial inconveniente. Algunos retrotransposones pueden ser una causa de cáncer.

Fuente:

Baillie, JK, y col. (2011) La retrotransposición somática altera el paisaje genético del cerebro humano. Naturaleza. 479: 534-537.

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