sábado, diciembre 07, 2013

La Parábola de la Agresividad en la Mosca de la Fruta

Esta parábola es un experimento que yo he visto comentado en el libro BrainTrust de Patricia Churchland, que enseguida paso a contaros. El problema del que trata y al que nos aporta una enseñanza importante es el de la complejidad de las relaciones entre genes y conductas. Hablábamos en un post anterior de los escasos frutos que ha dado por ahora el Proyecto Genoma Humano y es que tal vez teníamos una visión muy simple sobre el funcionamiento y los efectos de los genes. Hablábamos allí de la vieja idea “un gen, una proteína” y también se han hecho imprudentemente asociaciones similares como “un gen, una enfermedad” o “ un gen, una conducta”, proponiéndose y buscándose cosas como el gen de la esquizofrenia, o el de la infidelidad, y similares. Conviene recordar para empezar que las enfermedades monogenéicas simples son menos del 2% de todas las enfermedades que se sabe que tienen un componente genético. En el 98% restante, la presencia o ausencia de una de estas enfermedades “genéticas” está influenciada por muchos genes y por las condiciones en las que la persona se desarrolla y vive. Pero es que en una cosa tan sencilla (y “física”) como la altura se han identificado 54 alelos que se asocian a ella, pero, en conjunto, esos 54 alelos explican el 5% de la heredabilidad de la altura. El resto es misterio.

La relación entre genes y conducta, como dice el genetista Ralph Greenspan no es de uno-a-uno, ni siquiera de uno-a-muchos; es de muchos-a-muchos. La evidencia que tenemos de efectos uno-a-muchos es la de la Pleitropia, que es la cualidad por la que un mismo gen juega un papel en cantidad de procesos o aspectos diferentes del fenotipo. Esto no es la excepción, sino la regla. La mayoría de los productos de los genes (normalmente proteínas, pero en otros casos puede ser ARN) juegan muchos papeles en el cuerpo y en el cerebro. Una proteína puede intervenir en la construcción del hígado, en el mantenimiento de la membrana interna del esófago, en la recaptación de neurotransmisores en la hendidura sináptica y en la modificación de la membrana neuronal durante el aprendizaje. La misma serotonina interviene en cosas tan diferentes como: regulación cardiovascular, respiración, ritmo circadiano, apetito, agresión, conducta sexual, sensibilidad al dolor, ánimo, motilidad intestinal, y muchas otras. Podríamos decir que es una pluriempleada con múltiples trabajos.

Pero vamos con la “Parábola de la Agresividad en la Mosca de la Fruta”. En varios estudios se había encontrado una relación entre la serotonina y la agresión, en moscas y en ratones. Elevando los niveles de serotonina aumentaba la agresión; silenciando circuitos serotoninérgicos disminuía la agresión. Por otro lado, elevando los niveles de neuropéptido-F disminuía la agresión, y disminuyendo el neuropéptido-F aumentaba la agresión. Uno podría estar tentado a pensar en el gen que expresa la serotonina como “ el gen de la agresión”. Pues no, ahora veréis.

Basándose en estos trabajos previos Herman Dierick y Ralph Greenspan realizaron un experimento que consistió en seleccionar y criar moscas agresivas. Hicieron esto durante 21 generaciones consiguiendo unas moscas de laboratorio que eran 30 veces más agresivas que las moscas normales. Y entonces se dedicaron a mirar las diferencias genéticas entre unas y otras. Para ello compararon la expresión genética de ambos grupos utilizando técnicas moleculares (microarray analysis). Si el gen de la serotonina influía en la agresividad uno podría esperar que las moscas agresivas tenían la serotonina elevada…Pues no, la realidad es que no se encontró un solo gen asociado a la agresividad en las moscas, se encontraron 80. Además, de los 80 genes que se expresaban de forma diferente en los dos grupos de moscas ninguno tenía que ver con la serotonina ni con el neuropéptido-F. (como curiosidad: la testosterona se asocia a la agresividad, pero las moscas no tiene serotonina y eso no las impide ser verdaderamente agresivas)

¿Cómo es esto posible? ¿quiere esto decir que la serotonina y el neuropéptido-F no están relacionados con la agresividad? Pues no, para entender esto tenemos que darnos cuenta de las complejas relaciones entre genotipo y fenotipo, como señala Greenspan: los genes forman partes de redes, que se influencian e interaccionan entre ellas, y con características del ambiente. La diversidad de acciones y trabajos que realiza la serotonina, como hemos comentado, hace que cambiar sus niveles tenga amplios efectos en todo el organismo. Algunos de estos efectos pueden actuar en forma de cascada sobre otros efectos, que al final influyen sobre la conducta agresiva. Los genes interactúan de manera que es típica de un sistema dinámico no-lineal. Cuanto más amplia es la red de contactos que crea un producto genético, más probabilidades hay de que otro gen la influencie. El resultado es que es muy poco probable que una característica como la agresividad, o cualquier otra, se deba exclusivamente a un gen.

Y esto tiene importancia cuando buscamos el origen genético de enfermedades como la Esquizofrenia o la Esclerosis Múltiple. Recientemente los investigadores han encontrado 48 variantes genéticas ligadas a la Esclerosis Múltiple, que unidas a las variantes asociadas previamente a ella hacen un total de 110, que explican un 20% del componente genético de la enfermedad. En la Esquizofrenia el número de genes relacionados es ya de centenares, la mayoría con un efecto muy pequeño. Desgraciadamente la posibilidad de intervenir terapéuticamente es muy escasa. Los genes como hemos visto no están ahí para dar enfermedades sino para realizar un montón de funciones en el organismo. Si interviniéramos silenciando alguno de estos genes implicados en Esclerosis Múltiple o Esquizofrenia, nos podríamos encontrar por ejemplo con que aumenta el número de tumores en estos pacientes o cualquier otro efecto secundario. Ojalá aparezcan nuevos descubrimientos que nos permitan encontrar atajos en este bosque de redes y avancemos en el conocimiento, pero las perspectivas actuales no son nada halagüeñas. Esa es la moraleja de la Parábola de la Agresividad en la Mosca de la Fruta.

@pitiklinov en Twitter

Referencias