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Memoria en la mente: ¿Por qué los cambios epigenéticos están estrechamente relacionados con la formación de la memoria?
Con el avance de la ciencia y la tecnología, la conexión observada entre la formación de la memoria y los cambios aparentes en los genes ha recibido cada vez más atención. Las investigaciones actuales muestran que los cambios epigenéticos, especialmente la activación epigenética, proporcionan una base biológica clave para la codificación de la memoria.
El cebado epigenético es un cambio específico en el epigenoma de la célula, que cambia ciertas regiones de cromatina dentro de la célula de un estado cerrado a un estado abierto. Este proceso suele estar impulsado por estímulos biológicos externos o vías que facilitan el acceso al ADN mediante factores de transcripción y otros mecanismos de modificación. Dichos cambios pueden afectar significativamente la regulación genética y proporcionar diferentes patrones de expresión genética en diferentes etapas de la vida de una célula.
La preparación epigenética es un estado epigenético subyacente desencadenado por estímulos específicos que promueven el aflojamiento de la cromatina y el aumento de la transcripción genética.
Actualmente, los mecanismos de preparación de epigenes se han explorado intensamente en la neurociencia y la investigación del cáncer. Aunque este proceso desempeña un papel importante en la formación de la memoria neuronal y también es fundamental en la activación de genes supresores de tumores en el tratamiento del cáncer, los mecanismos detrás de él y sus posibles aplicaciones siguen siendo un tema candente de investigación.
El mecanismo de activación del epigeno
El proceso de iniciación del epigen implica una variedad de mecanismos epigenéticos, los más importantes de los cuales incluyen la acetilación y la metilación de histonas. Estos procesos a menudo resultan en la transformación de la cromatina de heterocromatina sólida a eucromatina accesible, promoviendo así la transcripción de genes específicos.
Las señales desencadenantes de los cambios epigenéticos son aportadas por múltiples mecanismos epigenéticos, que conducen a cambios en la actividad de transcripción genética.
Los cambios en el medio ambiente y el uso de drogas pueden actuar como catalizadores para iniciar estos procesos. Por ejemplo, la inhibición de la histona desacetilasa (HDAC) se considera una forma eficaz de mantener un estado abierto de cromatina, que tiene efectos duraderos sobre la expresión permanente de genes y otras actividades epigenéticas.
Aplicaciones en cáncer
En el campo de la investigación del cáncer, la activación epigenética se descubrió por primera vez en genes supresores de tumores. Los cambios epigenéticos en estos genes se consideran factores clave que conducen a la carcinogénesis. Por lo tanto, los investigadores consideran el cebado epigenético como un medio de "pretratamiento" para hacer que las células tumorales sean más sensibles a los fármacos desmetilantes. Estos medicamentos, como la 5-azacitidina, pueden aumentar eficazmente la expresión de genes supresores de tumores después de iniciar la terapia con epigenes y ayudar a superar la disfunción celular causada por el cáncer.
La evidencia muestra que la preparación epigenética puede mejorar la citotoxicidad de los medicamentos contra el cáncer, lo que demuestra beneficios potenciales en varios tipos de cáncer, como el de pulmón y el de ovario.
La FDA ha aprobado una variedad de medicamentos de terapia epigénica que han demostrado una alta eficacia y relativa seguridad en ensayos clínicos, lo que los convierte en un nuevo punto brillante en el tratamiento del cáncer.
Últimos descubrimientos en neurociencia
En neurociencia, los cambios epigenéticos se consideran la causa fundamental de la formación de la memoria. El estudio encontró que a pesar de que la síntesis de proteínas se deshabilitaba mientras se formaba la memoria, la memoria aún se podía recuperar. Este fenómeno muestra que los cambios en la estructura sináptica, aunque se requiere la síntesis de proteínas, no son la única fuente de codificación de la memoria intracelular. En cambio, los procesos iniciados epigenéticamente pueden ser las etapas iniciales de la formación de la memoria.
Diferentes formas de memoria a largo plazo están relacionadas con diferentes tipos de acetilación de histonas, lo que sugiere que diferentes mecanismos reguladores epigenéticos en el cebado epigenético en las neuronas pueden conducir a una formación de memoria diferente.
Otras aplicaciones biológicas
Además de sus aplicaciones en la memoria cerebral y la investigación del cáncer, el impacto del cebado epigénico se ha expandido a áreas como el síndrome metabólico. Algunos estudios han demostrado que los factores ambientales durante el desarrollo temprano, como la nutrición materna y la composición corporal, tienen efectos duraderos en el fenotipo metabólico de la descendencia, posiblemente a través de la excitación epigenética. Por lo tanto, estos cambios ayudan a las generaciones futuras a sobrevivir y prosperar en entornos de escasos recursos.
En general, la investigación sobre la activación de epigenes se está desarrollando a un ritmo rápido, abriendo nuevas perspectivas para comprender la formación de la memoria, el tratamiento del cáncer y otros aspectos. Con el avance de la tecnología y la investigación en profundidad, ¿podremos utilizar de manera estable estos mecanismos epigenéticos en tratamientos clínicos en el futuro para brindar beneficios de salud sostenibles a los pacientes?
