Las pequeñas piezas de plástico o metal situadas en los extremos de los cordones de los zapatos, conocidas como aglets, evitan que los cordones se deshilachen y los protegen del desgaste.

De manera similar, los cromosomas están recubiertos por telómeros, complejos especializados de secuencias repetitivas de ADN y proteínas protectoras que protegen la valiosa información genética de los extremos distales de los cromosomas para que no se deshilachen ni se adhieran a otros cromosomas.

Al igual que los aglets, los telómeros están sujetos a degradación.

Cada vez que una célula se divide, los telómeros se acortan un poco.

Una vez que alcanzan una longitud críticamente corta, la célula lo interpreta como un daño en el ADN y deja de dividirse de forma permanente.

Este estado irreversible de detención del crecimiento, denominado senescencia celular, está relacionado con la inflamación crónica y contribuye a las enfermedades relacionadas con la edad.

Durante décadas, los científicos que estudian los biomarcadores del envejecimiento han investigado la longitud de los telómeros en diferentes especies e individuos, ya que la longitud inicial de los telómeros puede variar incluso entre miembros de la misma especie.

La relación entre la longitud y la esperanza de vida es complicada y se ve afectada por muchos factores, pero en los mamíferos, comenzar la vida con telómeros más cortos suele implicar un mayor riesgo de enfermedades relacionadas con la edad y muerte prematura.

«Por otro lado, si los telómeros son demasiado largos, también puede suponer un problema, ya que las células cancerosas necesitan telómeros largos para prolongar su vida y volverse «inmortales»», afirma Mia Levine, profesora asociada de biología en la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Pensilvania, que codirigió la investigación sobre la heredabilidad de la longitud de los telómeros.

Levine y Michael Lampson, profesor de biología de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Pensilvania, se preguntaron hasta qué punto la herencia de la longitud de los telómeros sigue las reglas genéticas habituales.

En concreto, ¿se hereda la longitud de los telómeros como un rasgo poligénico, lo que significa que está influenciada por muchos genes, al igual que el color de los ojos o la altura, o se heredan los telómeros directamente de los óvulos y los espermatozoides?

«Queríamos saber cómo se heredan realmente los telómeros», afirma Lampson.

«¿Es solo la secuencia de ADN de los telómeros lo que se hereda de sus padres, o está determinada por los genes que regulan los telómeros? Lo que hemos descubierto no encaja perfectamente en ninguna de las dos categorías».

Publicados en Current Biology, los experimentos del equipo en un modelo animal respaldan la existencia de un efecto del progenitor de origen.

Cuando las madres aportan telómeros cortos y los padres aportan telómeros largos, los embriones alargan sus telómeros.

Si se invierte el emparejamiento (largos de la madre, cortos del padre), los telómeros de los embriones se acortan.

«Este efecto del progenitor de origen es coherente con los patrones que hemos observado en estudios con seres humanos», explica Levine.

«Por ejemplo, los hijos de padres mayores tienden a tener telómeros más largos que los hijos de padres más jóvenes. Pero es difícil determinar por qué ocurre esto, ya que los estudios en humanos se ven afectados por muchos factores: la dieta, el tabaquismo, el estrés, el estilo de vida. Por eso recurrimos a un modelo animal controlado para comprobar estas ideas directamente».

Los investigadores utilizaron ratones con telómeros naturalmente largos o cortos y realizaron cruces recíprocos, intercambiando qué progenitor contribuía con qué tipo de telómero.

Dado que la descendencia era genéticamente idéntica en ambos casos, cualquier diferencia en los resultados de los telómeros apuntaba a efectos del progenitor de origen más que a la secuencia de ADN subyacente.

«El cruce recíproco es lo que nos permite desentrañar los factores de confusión habituales», afirma Levine.

Antes de que el embrión active su propio genoma, depende por completo de lo que ya hay en el óvulo y el espermatozoide.

En un breve intervalo, entre la primera y la segunda división celular, el equipo observó que los telómeros se alargaban o acortaban, un punto de inflexión que determinaba su longitud más adelante en el desarrollo.

Según informan los investigadores, el mecanismo se parece menos a la conocida enzima telomerasa, que añade complejos de ADN y proteínas a los extremos cromosómicos de las células germinales y madre, y más a una vía conocida como alargamiento alternativo de los telómeros (ALT).

Esta vía, utilizada por aproximadamente el 10-15 % de los cánceres, «copia y pega» el ADN telomérico de un cromosoma a otro en lugar de construirlo con telomerasa.

Los datos del equipo respaldan la idea de que los embriones pueden activar un proceso similar basado en plantillas y que este es sensible a la asimetría entre los telómeros maternos y paternos.

Experimentalmente, solo el primer emparejamiento desencadenó de forma consistente una elongación similar a la ALT.

El emparejamiento inverso produjo el efecto contrario, un acortamiento medible.

De cara al futuro, el equipo está interesado en ver cómo estas tendencias pueden o no aplicarse a los seres humanos.

«En el lado humano, ahora estamos aprovechando la secuenciación del genoma de lectura larga», dice Levine.

«Eso nos permite observar directamente los telómeros en tríos familiares (madre, padre e hijo) para preguntarnos si los mismos efectos del progenitor de origen que vimos en los ratones son detectables en los seres humanos».

También les interesan las implicaciones para la investigación del cáncer, ya que su modelo embrionario les permite estudiar el inicio de la vía ALT.

«Cuando se estudia la ALT en las células cancerosas, ya lleva ocurriendo durante muchas generaciones», explica Levine.

«Pero en los embriones, podemos detectar la ALT en su inicio, en las primeras divisiones celulares. Eso nos permite comprender cómo se activa naturalmente esta vía».

Fuente: Universidad de Pensilvania