Cambios en la metilación del genoma durante el desarrollo cerebral

A lo largo del desarrollo fetal del cerebro humano se producen amplios cambios en la metilación del genoma. Y no sólo eso sino que además, existen diferencias significativas en dichos cambios entre los embriones masculinos y femeninos. Así lo demuestra un reciente estudio dirigido por Jonathan Mill, profesor de la Universidad de Exeter, en el que colabora también la Universidad de Essex y el King’s College London, de Reino Unido.

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores analizaron el patrón de metilación del genoma en muestras de cerebro de cerca de 200 fetos humanos, aproximadamente la mitad de cada sexo y de desarrollo comprendido entre las 3 y las 26 semanas. Los datos obtenidos indican cambios en más de un 7% de los sitios de metilación, localizados principalmente en regiones adyacentes a genes y a las conocidas islas CpG (zonas del genoma ricas en dinucleótidos de citosina y guanina).

Respecto a las diferencias entre ambos sexos, los investigadores encontraron que cerca de un 2% de los sitios analizados presentan metilación distinta entre los fetos masculinos y femeninos. Como era de esperar, la mayor parte de estas diferencias se producen en el cromosoma X, probablemente asociadas a los mecanismos de compensación de dosis en las mujeres. Además, muchas de las diferencias entre ambos sexos solapan con aquellas ya identificadas en el córtex cerebral de adulto, lo que indica que los cambios en la metilación entre ambos sexos que se adquieren durante el desarrollo fetal son estables.

En cuanto al patrón de metilación en los autosomas (cromosomas no sexuales) los investigadores evaluaron su impacto durante el desarrollo y concluyeron en que la diferente metilación entre ambos sexos lleva a trayectorias moleculares distintas, que afectan  a procesos de neurogénesis y  maduración neuronal, así como a la señalización hormonal, clave para la diferenciación sexual del cerebro.

Por último, los investigadores destacan la presencia de bloques genómicos con metilación compartida asociados a desarrollo cerebral que están enriquecidos en genes que participan en procesos del neurodesarrollo.  Esta información tiene gran relevancia para entender desórdenes neurológicos en los que el desarrollo del sistema nervioso central, y más concretamente el cerebral, tiene una influencia importante. “El periodo prenatal es un tiempo de plasticidad dramática en el que el cerebro está formando las estructuras que controlaran las funciones neurobiológicas a lo largo de la vida,” ha manifestado Jonathan Mill. “Entender la forma en que los genes se activan en el cerebro durante este importante periodo   podría enseñarnos sobre él origen de desórdenes con un componente del neurodesarrollo como el autismo y la esquizofrenia.” Así mismo, en este contexto, las diferencias entre sexos en el desarrollo cerebral pueden resultar clave, ya que hombres y mujeres muestran diferencias en la susceptibilidad a algunas de estas condiciones.

Referencia:

Spiers H, et al. Methylomic trajectories across human fetal brain development. Genome Res. 2015 Feb 3. pii: gr.180273.114.

Fuente: https://medicine.exeter.ac.uk/news/title_432742_en.html

Código epigenético. Imagen: National Institute of General Medical Sciences

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