Un mecanismo genético capaz de modificar la identidad y el comportamiento de las neuronas en función del entorno ha sido identificado, abriendo nuevas vías para comprender cómo el sistema nervioso se adapta a distintas condiciones y cómo influyen estos procesos en enfermedades mentales.
Este avance demuestra que las neuronas no tienen una función fija, sino que pueden transformarse mediante cambios epigenéticos, es decir, alteraciones en la forma en que se activa o desactiva la información genética sin modificar el ADN. El estudio ha sido desarrollado por el Instituto de Biomedicina de Valencia, del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, y publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Un ‘candado’ epigenético que regula la función neuronal
La investigación revela la existencia de un “candado” epigenético que bloquea la capacidad de ciertas neuronas para captar serotonina, un neurotransmisor clave en la regulación del estado de ánimo y el comportamiento. Este bloqueo se produce mediante un proceso conocido como metilación de histonas, que impide la activación del gen mod-5/SERT.
Según explica la investigadora del CSIC Nuria Flames, “en la especie Caenorhabditis elegans, las neuronas de identidad VC tienen el potencial de captar serotonina, pero no lo hacen porque existe una represión por mecanismos epigenéticos”. Además, añade que “un mecanismo llamado metilación de histonas actúa como un candado que bloquea el gen mod-5/SERT, encargado de captar serotonina del medio”.
Plasticidad neuronal: cuando el entorno redefine el cerebro
El hallazgo demuestra que la identidad neuronal es plástica y dependiente del entorno. Utilizando el organismo modelo Caenorhabditis elegans, los investigadores comprobaron que pequeñas modificaciones en la regulación genética son suficientes para transformar la función de las neuronas.
En algunas especies, este cambio se ha consolidado evolutivamente mediante la incorporación de elementos reguladores que activan de forma permanente el gen responsable de la captación de serotonina. Además, se ha observado que incluso en condiciones normales este cambio puede activarse de manera temporal en respuesta al entorno, alterando el comportamiento del organismo.
La investigadora Andrea Millán Trejo destaca que “en condiciones concretas, el candado epigenético se abre y estas neuronas se vuelven serotonérgicas, lo que cambia el comportamiento de puesta de huevos”, subrayando que la identidad neuronal “tiene, por tanto, un carácter plástico, depende del ambiente”.
Implicaciones para la evolución y las enfermedades mentales
Este descubrimiento aporta evidencia a la teoría de la asimilación genética, que plantea que ciertas respuestas adaptativas al entorno pueden llegar a fijarse de forma hereditaria con el tiempo.
En el ámbito de la salud, el hallazgo es especialmente relevante, ya que el equivalente humano del gen mod-5/SERT está implicado en trastornos como la depresión, la ansiedad o el autismo. En palabras de Nuria Flames, “entender cómo su expresión puede ser suprimida o activada epigenéticamente podría iluminar mecanismos presentes en nuestro propio cerebro y contribuir a comprender cómo el entorno influye en la vulnerabilidad a enfermedades mentales”.
Nuevas oportunidades en biomedicina y adaptación ambiental
El estudio también abre nuevas líneas de investigación en biomedicina y en el análisis de la adaptación de los organismos a cambios ambientales. Desde el desarrollo de terapias más precisas hasta posibles aplicaciones en agricultura o control de parásitos, el trabajo demuestra que pequeños cambios en la regulación genética pueden tener grandes efectos en la función celular y el comportamiento.
