EPIGENÉTICA,  INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA

IDÉNTICOS PERO DISTINTOS

Somos una especie altamente social: la interacción y el intercambio de información social sustenta la mayoría experiencias de nuestra vida. La cara es una de las herramientas más ricas y poderosas de nuestro cuerpo para comunicar, aportando inferencias rápidas sobre múltiples factores como por ejemplo la identidad, el género, el sexo, la raza, la etnia, la orientación sexual, el estado de salud física, el atractivo el estado emocional, rasgos de personalidad y hasta el estatus social (Jack y Schyns, 2015).

Un caso curioso es el de los gemelos monocigóticos o también llamados idénticos. Se les llama así, porque a diferencia de sus homólogos dicigóticos (o mellizos) que provienen de la fecundación de dos óvulos y dos espermatozoides distintos, los gemelos idénticos provienen del mismo óvulo y espermatozoide. Tras fecundar y en un estadio muy temprano, el cigoto se divide en dos y origina dos individuos independientes. Al provenir del mismo cigoto, estos hermanos comparten el mismo ADN, por ello se les llama idénticos.

No obstante, ellos, sus padres o las personas cercanas a ellos, defienden que pese a compartir ADN no se parecen tanto y es algo que acostumbran a argumentar cuando conocen disciplinas que estudian el rostro como informador de la personalidad y el comportamiento. En realidad, tienen razón, los gemelos idénticos no son totalmente idénticos. De hecho, sus huellas dactilares son distintas y el ojo entrenado, ya sea del périto del rostro o de los padres, puede encontrar diferencias físicas en el cuerpo y el rostro con facilidad. Pero ¿cómo es posible que teniendo el mismo ADN no sean exactamente iguales? El efecto ambiental ejerce también su papel en la expresión de este ADN. Veamos cómo funcionan estos mecanismos.

Cuando el par de bebés nacen es cuando más pueden parecerse, puesto que solamente han sido sometidos a 9 meses de exposición ambiental más el trauma del parto, que también es distinto para cada uno. Pero a medida que pasa el tiempo estos van mostrando más y más diferencias, fácilmente identificables en el rostro, debido a mecanismos epigenéticos que modifican la expresión génica. Y ¿qué es la epigenética?

El ADN es un código o lenguaje que necesita ser leído y traducido para que pueda expresarse. La traducción de este código no es continua y depende de ciertos “interruptores” que pueden estimular o inhibir la expresión de un gen. Al conjunto de estos interruptores se le llama epigenoma. El epigenoma media el diálogo entre los genes y el medio ambiente durante toda la vida. Los interruptores que estimulan o inhiben la expresión de un gen están estar influenciados por la dieta, la exposición a químicos o medicación e incluso por las experiencias sociales. Los cambios epigenéticos pueden pueden dar lugar a enfermedades, por ejemplo, si inhiben la expresión de un gen encargado de generar una proteína encargada de la supresión tumoral. Los cambios epigenéticos inducidos por el ambiente son parte de la razón por la que los gemelos idénticos muestran diferencias. A medida que se hacen mayores su epigenoma los va haciendo más diferentes afectando su predisposición a enfermedades entre otras muchas cosas. 

Esta discordancia epigenética entre gemelos idénticos ha sido estudiada para enfermedades como el cáncer de mama (Heyn et al., 2012), el Alzheimer (Konki et al., 2019), la artritis reumatoide (Webster et al., 2018), la disminución de la función cognitiva (Wang et al., 2020), el lupus eritematoso sistémico (Ballestar, Esteller y Richardson, 2006), la diabetes tipo 2 (Rybel-Madsen et al., 2021; Yuan et al., 2014) o la depresión (Wang et al., 2021).

La cara es el resultado fenotípico del ADN y el efecto del ambiente, a través de este diálogo mediado por el epigenoma. Refleja toda y cada una de las experiencias, así como la vivencia interna de las mismas. Por ello, es normal que con el paso del tiempo los gemelos idénticos tiendan a parecerse cada vez menos.

Quizá el caso más llamativo es el documentado por la Nasa en la revista Science (Garret-Bakelman et al., 2019). Los investigadores estudiaron los cambios de Scott Kelly astronauta tras su estancia de 340 días en la estación espacial internacional en comparación con su gemelo Mark que permaneció en la Tierra. Scott mostró cambios genéticos inesperandos que todavía no se han podido explicar. Para sorpresa de todos, Scott frenó temporalmente su envejecimiento durante esa estancia, medido en el alargamiento de sus telómeros, un biomarcador que se relaciona con la edad. Aún así, este efecto se revirtió tras el regreso a la Tierra de forma bastante rápida. Tanto que ahora son más cortos que antes de su estancia, lo que podría sugerir un riesgo de envejecimiento más rápido del que hubiese tenido si no hubiese realizado la misión.

Mark (izquierda) y Scott (derecha) Kelly. Scott Kelly viajó el 19 de enero de 2015 a la Estación Espacial Internacional donde permaneció 340 días. Uno de los objetivos de la misión era evaluar los cambios fisiológicos así como el efecto en el ADN de la vida en el espacio. Ambos fueron evaluados y monitoreados con numerosas pruebas en un estudio multiómico en el que Mark actuó como sujeto control.
Imagen: NASA/ Robert Markowitz.

Si bien las diferencias en los rostros gemelos ya existían antes del viaje espacial, la foto muestra es un buen ejemplo de que cada rostro es único, aún en el caso de los gemelos “idénticos”. El rostro es el espejo del alma y resumen de la herencia, así como nuestra experiencia vital. La nos identifica, la cara es lo más personal y singular que tenemos. La cara importa.

Referencias científicas:

Ballestar, E., Esteller, M., & Richardson, B. C. (2006). The Epigenetic Face of Systemic Lupus Erythematosus. The Journal of Immunology, 176(12), 7143–7147.doi:10.4049/jimmunol.176.12.71

Garrett-Bakelman, F. E., Darshi, M., Green, S. J., Gur, R. C., Lin, L., Macias, B. R., … Nasrini, J. (2019). The NASA Twins Study: A multidimensional analysis of a year-long human spaceflight. Science, 364(6436), eaau8650.doi:10.1126/science.aau8650 

Heyn, H., Carmona, F. J., Gomez, A., Ferreira, H. J., Bell, J. T., Sayols, S., … Esteller, M. (2012). DNA methylation profiling in breast cancer discordant identical twins identifies DOK7 as novel epigenetic biomarker. Carcinogenesis, 34(1), 102–108.doi:10.1093/carcin/bgs321 

Jack, R. E., & Schyns, P. G. (2015). The Human Face as a Dynamic Tool for Social Communication. Current Biology, 25(14), R621–R634.doi:10.1016/j.cub.2015.05.052

Konki M, Malonzo M, Karlsson IK, Lindgren N, Ghimire B, Smolander J, et al. Peripheral blood DNA methylation differences in twin pairs discordant for Alz- heimer’s disease. Clin Epigenet. 2019;11:130.

Ribel-Madsen, R., Fraga, M. F., Jacobsen, S., Bork-Jensen, J., Lara, E., Calvanese, V., … Poulsen, P. (2012). Genome-Wide Analysis of DNA Methylation Differences in Muscle and Fat from Monozygotic Twins Discordant for Type 2 Diabetes. PLoS ONE, 7(12), e51302.doi:10.1371/journal.pone.0051302 

Wang W, Li W, Jiang W, Lin H, Wu Y, Wen Y, et al. Genome-wide DNA methylation analysis of cognitive function in middle and old-aged Chinese monozygotic twins. J Psychiatr Res. 2020;136:571–80. 

Webster AP, Plant D, Ecker S, Zufferey F, Bell JT, Feber A, et al. Increased DNA methylation variability in rheumatoid arthritis-discordant monozygotic twins. Genome Med. 2018;10:64. 

Wang, W., Li, W., Wu, Y., Tian, X., Duan, H., Li, S., … Zhang, D. (2021). Genome-wide DNA methylation and gene expression analyses in monozygotic twins identify potential biomarkers of depression. Translational Psychiatry, 11(1).doi:10.1038/s41398-021-01536-y 

Yuan, W., Xia, Y., Bell, C. G., Yet, I., Ferreira, T., Ward, K. J., … Spector, T. D. (2014). An integrated epigenomic analysis for type 2 diabetes susceptibility loci in monozygotic twins. Nature Communications, 5(1).doi:10.1038/ncomms6719