La dieta paterna antes de la concepción puede afectar al metabolismo de los hijos, a través de ciertos tipos de ARN de origen mitocondrial presentes en los espermatozoides, concluye una reciente investigación del Centro Helmholtz de Investigación en Múnich.
En los últimos años diferentes investigaciones han analizado el impacto de la salud materna y paterna sobre la salud de su descendencia. Así, se ha estimado, por ejemplo, que la obesidad materna es un factor de riesgo para la obesidad temprana en niños. Además, se ha encontrado que más allá de la herencia genética y el ambiente hay otros mecanismos moleculares que pueden influir en la transmisión de ciertas características de los progenitores a los hijos.
Una reciente investigación muestra un mecanismo de cómo una dieta paterna rica en grasas puede influir sobre el riesgo a que su descendencia desarrolle enfermedades metabólicas. Los investigadores han encontrado que ciertos ARNs de origen mitocondrial almacenados en los espermatozoides pueden activar rutas metabólicas como la regulación de los niveles de glucosa y potencialmente influir sobre el desarrollo embrionario. Los resultados se han publicado en la revista Nature.
“Nuestro estudio apoya la importancia de la salud paterna en el momento de la concepción para el metabolismo de la descendencia, demuestra que los ARN mitocondriales son inducidos por la dieta y transmitidos por el esperma y demuestra, en un entorno fisiológico, la transferencia de ARN mitocondriales del esperma a la descendencia en la fecundación”, concluyen los investigadores.
Herencia paterna más allá de los genes
Además de la herencia mendeliana, mediada por los genes nucleares empaquetados en el núcleo de los gametos, existen otros mecanismos por los que se puede transmitir información molecular de una generación a otra. Uno de ellos es el ADN mitocondrial, transmitido exclusivamente por vía materna, a través de las mitocondrias que aporta el óvulo.
Los espermatozoides paternos no tienen mitocondrias, ni ADN mitocondrial. No obstante, recientes estudios indican que sí incluyen ciertos tipos de ARNs no codificantes. Estos ARNs, entre los que se encuentran ARNs de origen mitocondrial, no codifican proteínas pero sí pueden influir en la expresión de otros genes tras la fecundación. La cuestión que querían resolver los investigadores es si la dieta podría influir en estos ARNs no codificantes o cómo esto podría repercutir en la descendencia.
La dieta rica en grasas influye en la descendencia masculina en modelos de ratón
En una primera aproximación, los investigadores utilizaron un modelo de ratón donde investigaron el efecto de una dieta diseñada para replicar las dietas que producen obesidad en humanos. El equipo observó que alrededor de un 30% de los machos descendientes de ratones alimentados con esta dieta rica en grasas mostraron intolerancia a la glucosa y resistencia a la insulina, características propias de enfermedades metabólicas como la diabetes tipo 2.
Utilizando diferentes modelos los investigadores determinaron que la dieta alta en grasas influye en los espermatozoides durante su maduración y almacenamiento en el epidídimo. No influye durante la formación de los espermatozoides en los testículos.
En cuanto al papel de los ARNs no codificantes, el equipo encontró un aumento de ciertos ARNs mitocondriales (ARNs de transferencia, ARNs ribosomales y fragmentos derivados) en el esperma de los ratones que habían recibido la dieta rica en grasas.
Además, los embriones derivados de estos espermatozoides, con mayores niveles de ARNs mitocondriales no codificantes, mostraban una alteración en la expresión de genes relacionados con la producción de energía en las mitocondrias y genes que predisponen a la intolerancia a la glucosa en adultos.
Estos resultados apuntan a los ARNs mitocondriales no codificantes como señales moleculares que conectan la dieta rica en grasas y la alteración de las mitocondrias con el metabolismo en la descendencia.
«Nuestra hipótesis de que los fenotipos adquiridos a lo largo de la vida, como la diabetes y la obesidad, se transmiten a través de mecanismos epigenéticos entre generaciones, se ve reforzada por este estudio”, ha destacado Martin Hrabě de Angelis, director de investigación en el Centro Helmholtz de Investigación en Múnich y uno de los autores del trabajo. “En este caso, la epigenética sirve de vínculo molecular entre el entorno y el genoma, incluso a través de las fronteras generacionales. Esto ocurre no sólo a través de la línea materna sino, como indican los resultados de nuestra investigación, también a través de la línea paterna».
De padres con mayor peso corporal, hijos con mayor peso corporal
Para tener una estimación sobre lo que ocurre en humanos, los investigadores utilizaron datos del estudio LIFE Child, que incluye información de más de 3000 familias y analizaron cómo el peso corporal del padre influye en el peso y la susceptibilidad a enfermedades metabólicas de los hijos.
El equipo encontró que el sobrepeso paterno en el momento de la concepción duplica el riesgo de obesidad en la descendencia y está relacionado con la resistencia a la insulina. También encontraron que los niveles de fragmentos de ARNs mitocondriales no codificantes en espermatozoides se correlacionan con el índice de masa corporal del padre. Estos resultados son compatibles con los resultados obtenidos en ratón y apuntan a que la dieta rica en grasas puede influir en la descendencia.
Una influencia reversible que puede tenerse en cuenta para prevenir enfermedades metabólicas
Los resultados del trabajo muestran el impacto de la salud paterna sobre la descendencia y son relevantes para la prevencion de algunas enfermedades metabólicas. Especialmente, cuando se ha observado que los efectos de la dieta rica en grasas son reversibles en los modelos de ratón.
La principal aplicación está clara.»Nuestros resultados sugieren que debería prestarse más atención a la atención sanitaria preventiva de los hombres que desean ser padres y que deberían desarrollarse programas con este fin, especialmente en lo que respecta a la dieta», afirma Teperino. «Esto puede reducir el riesgo de enfermedades como la obesidad y la diabetes en los niños».
El estudio también plantea la importancia de los ARNs no codificantes como señales moleculares del metabolismo paterno (en este caso, una dieta poco saludable) en la descendencia. Estudios futuros deberán analizar por qué la dieta afecta específicamente al metabolismo de la descendencia masculina y los mecanismos detallados que intervienen, así como otros mecanismos implicados.
Artículo científico: Tomar, A., Gomez-Velazquez, M., Gerlini, R. et al. Epigenetic inheritance of diet-induced and sperm-borne mitochondrial RNAs. Nature 630, 720–727 (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07472-3
Otras fuentes:
Nowogrodzki J. A dad’s diet affects his sperm — and his sons’ health. Nature. 2024. doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01623-2
Cai y Chen Q. Father’s diet influences son’s metabolic health through sperm RNA. Nature. 2024. DOI: doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-01502-w
Father’s Diet Before Conception Influences Children’s Health. https://www.helmholtz-munich.de/en/newsroom/news-all/artikel/fathers-diet-before-conception-influences-childrens-health
Si te ha gustado esta noticia y quieres aprender más sobre Genética en Medicina, te interesan nuestros cursos y formación universitaria, como el “Máster de Medicina de Precisión y Genética Clínica” así como nuestro canal audiovisual, Genotipia TV.
