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La Vitamina D también regula la epigenética

28/05/2012
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Estudios dirigidos por científicos del Instituto de Investigaciones Biomédicas “Alberto Sols” han comprobado que la Vitamina D es un potente y complejo regulador a distintos niveles de nuestro genoma.

 El colecalciferol o Vitamina D, uno de los principales reguladores de la expresión génica en el organismo humano, es también un potente regulador epigenético. Así lo confirma el grupo de los Drs. Alberto Muñoz y María Jesús Larriba, del Instituto de Investigaciones Biomédicas “Alberto Sols” (centro mixto UAM-CSIC), en sendos artículos publicados en las revistas Cell Cycle y Human Molecular Genetics.

La epigenética se refiere al control de la expresión de nuestros genes mediante la modificación química del ácido desoxirribonucleico (ADN) o de las proteínas que se unen a él (histonas) —el conjunto de ambas moléculas, ADN e histonas, componen la cromatina: el material que forma los cromosomas y que constituye los genes que determinan nuestra fisiología, nuestra susceptibilidad a enfermedades y, en definitiva, nuestra individualidad y nuestra vida—.

La principal novedad de los trabajos publicados, y cuyo primer firmante es el Dr. Fábio Pereira, radica en el descubrimiento de que el calcitriol (derivado activo de la Vitamina D) regula la expresión de varios genes que codifican unas enzimas denominadas histonas demetilasas, cuya función es modificar (eliminando residuos químicos llamados grupos metilo) aminoácidos específicos de ciertas histonas que juegan un papel clave en la regulación epigenética de la expresión de muchos genes.

De esta manera se comprueba que la Vitamina D ejerce una doble función en el control de la expresión del genoma: por una parte, regula directamente la velocidad con que se transcriben muchos genes a ácido ribonucleico (ARN) a través de la activación de su receptor VDR; y por otra —ahora descubierta—, regula diversas histonas demetilasas que ejercen un control epigenético sobre un elevado número de genes. La combinación de ambos efectos hace de la Vitamina D un potente y complejo regulador a distintos niveles de nuestro genoma.


Genes diana de la Vitamina D

La Vitamina D que ingerimos en la dieta, o que se sintetiza en nuestra piel por efecto de la radiación solar, es convertida por modificación química en nuestro hígado en calcidiol (o 25-hidroxivitamina D3). El calcidiol es transportado por la sangre y convertido en calcitriol (o 1alfa,25-dihidroxivitamina D3) en el riñón y diversos tipos de células epiteliales (mama, colon…) y del sistema inmune (linfocitos, macrófagos). El calcitriol es la forma o derivado activo de la vitamina D que llega a todas nuestras células y modula en ellas la velocidad con que se expresan un elevadísimo número de genes, actuando como una hormona de efectos muy amplios (pleiotrópicos, en la terminología científica). Esto lo hace uniéndose y activando a una proteína, el receptor de la Vitamina D o VDR, que a su vez se une a regiones específicas de la cromatina y mediante interacciones complejas con diversas proteínas favorece o reprime la expresión de los genes existentes en la cercanía de estos sitios de unión.

Numerosos estudios han permitido identificar muchos de estos genes diana de la Vitamina D, sin embargo se estima que son muchos los que aún se desconocen. Para los científicos resulta más importante la posibilidad de conocer los efectos que estos genes tienen sobre las células y la fisiología general de nuestro organismo; por ejemplo, sobre nuestra defensa contra infecciones o el riesgo de padecer cánceres.

En los estudios dirigidos desde el Instituto de Investigaciones Biomédicas “Alberto Sols” (IIB) también han contribuido los Drs. Antonio Barbáchano, del IIB; Prashant K. Singh y Moray J. Campbell, del Roswell Park Cancer Institute de Buffalo (EE.UU); así como Javier Silva y Félix Bonilla del Servicio de Oncología Médica, del Hospital Universitario Puerta de Hierro Majadahonda (España). El laboratorio de los Drs. Muñoz y Larriba recibe financiación del Plan Nacional de Biomedicina del Ministerio de Economía y Competitividad y de la Comunidad de Madrid (Consorcio Colomics2).



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Referencias bibliográficas:
 Fábio Pereira, Antonio Barbáchano, Javier Silva, Félix Bonilla, Moray J. Campbell, Alberto Muñoz and María Jesús Larriba. KDM6B/JMJD3 histone demethylase is induced by vitamin D and modulates its effects in colon cancer cells. Human Molecular Genetics, 20, 4655-4665, 2011
Fábio Pereira, Antonio Barbáchano, Prashant K. Singh, Moray J. Campbell, Alberto Muñoz and María Jesús Larriba. Vitamin D has wide regulatory effects on histone demethylase genes. Cell Cycle, 11, 1081-1089, 2012