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Laboratorio liderado por Emilio Herrera, académico de la U. de Chile, recibió el premio Nick Hales, otorgado por la DOHaD Society, una entidad dedicada a estudiar cómo los primeros instantes de vida pueden determinar la salud y posibles patologías en el futuro. En los últimos años, el grupo de científicos chilenos ha proporcionado evidencia de frontera sobre los mecanismos involucrados en una condición conocida como hipoxia aguda hipobárica, vinculada a la hipertensión pulmonar en recién nacidos. Se calcula que más de ochenta millones de personas viven en las cuatro grandes zonas del planeta ubicadas en altura, entre ellas el Tíbet, las montañas rocosas en Estados Unidos y las urbes sudamericanas próximas a la cordillera de Los Andes.
Hasta ochenta millones de personas habitan en las cuatro grandes planicies de altura del planeta: el Tíbet, la región andina sudamericana, zonas cercanas a las montañas Simen, al norte de Etiopía, y la ciudad de Colorado, a los pies de las montañas rocosas, en Estados Unidos.
Los estudios de un grupo de investigadores chilenos, que en los últimos años han proporcionado evidencia de frontera para comprender el impacto de esta condición en recién nacidos, y su programación para la salud y enfermedad en el largo plazo, fueron reconocidos por la comunidad científica internacional.
Emilio Herrera, del Instituto de Ciencias Biomedicas (ICBM) de la U. de Chile, es el investigador principal de diversos estudios que durante la última década contribuyeron a comprender los mecanismos involucrados en una condición conocida como hipoxia aguda hipobárica, vinculada a la falta crónica de oxígeno en el embarazo.
Salud futura
El académico es el primer latinoamericano en obtener el premio Nick Hales, otorgado por la DOHaD Society, una entidad que convoca a científicos dedicados a explorar la incidencia de los primeros instantes de vida en la salud futura.
El reconocimiento –que homenajea al científico británico Nick Hales, destacado por sus contribuciones en la exploración de la diabetes– se entrega cada dos años y recayó previamente en académicos emergentes de Inglaterra, Estados Unidos y Nueva Zelanda. Herrera fue nominado por investigadores internacionales por sus aportes al campo de la hipoxia fetal.
“Hay ochenta millones de personas en el mundo que viven en altura y aún no sabemos con exactitud qué efecto podría tener el embarazo en estas condiciones y los efectos sobre esos niños, tanto durante en su gestación como a lo largo de su vida adulta”, dijo el investigador chileno, quien pertenece al programa de Fisiopatología del ICBM.
El investigador comentó que, durante los años 90, diversas publicaciones demostraron que alteraciones del ambiente intrauterino durante el embarazo podían programar salud y enfermedad.
Epigenética
Los hallazgos vinieron a ratificar los primeros trabajos sobre epigenética, un campo que explora en los mecanismos que regulan la expresión de los genes (sin modificar la secuencia de ADN), y establece una relación entre las influencias genéticas y ambientales que determinan un fenotipo.
El reporte más significativo, en este contexto, fue el que determinó una asociación entre embarazadas que sufrieron hambrunas en la segunda guerra mundial y el diagnóstico de hipertensión y enfermedad coronaria tempranamente en edad adulta.
Los estudios de la Universidad de Chile son realizados tanto en su Facultad de Medicina como en el Centro Internacional de Estudios Andinos (INCAS), emplazado a más de 3 mil 600 metros de altura en la comuna de Putre, región de Arica y Parinacota, apuntan en una dirección similar.
“Utilizando un modelo animal, el de ovejas que gestan en ese entorno, logramos describir el fenómeno de la hipertensión pulmonar”, precisó Herrera.
Revertir los traumas del desarrollo
Las investigaciones lideradas por Herrera y su equipo del Programa de Fisiopatología, entre ellos Aníbal Llanos, Roberto Reyes, Germán Ebensperger y Alejandro González-Candia, se enfocaron inicialmente en comprender los efectos de la hipoxia o falta de oxígeno en altura, específicamente, la hipertensión pulmonar en recién nacidos. En modelos animales, observaron la programación cardiovascular a largo plazo, generada por la hipoxia durante todo el desarrollo.
Uno de estos fue la oveja, un animal que, como los seres humanos, sufre problemas respiratorios en un ambiente ubicado a más de 3 mil 600 metros sobre el nivel del mar. Luego de haber descrito las patologías ocasionadas y los mecanismos involucrados en su aparición, comenzaron a proponer tratamientos experimentales.
“Lo que vimos es que se producen tanto problemas cardiovasculares como pulmonares, pero también otros sistemas, como el cerebro, se ven afectados por esta falta de oxígeno”, expuso el científico del ICBM. Lo que este proceso muestra, añadió, es que el organismo puede establecer parámetros de salud y enfermedad para los años posteriores a partir de este estrés inicial.
Hipoxia crónica
Se trata de los mecanismos epigenéticos, procesos que no alteran el genoma, pero sí cómo este se expresa. Una suerte de “marcas” que permiten que genes se expresen o silencien de acuerdo a lo que el ambiente adverso determina, explicó el científico chileno. En el caso de la hipoxia crónica, el gen de un vasodilatador clave, se ve alterado, lo que favorece una hipertensión temprana en la edad adulta.
Determinar ese tipo de interrogantes es fundamental para revertir, o mitigar, el impacto de las fases iniciales de la vida.
“Pensábamos que esos mecanismos eran irreversibles, pero nos dimos cuenta que en la etapa posterior al nacer, y en la gestación, podemos de alguna manera intervenir para mejorar esas marcas epigenéticas. Por ejemplo, si sabemos que un individuo fue gestado en altura, podemos recomendar hábitos postnatales para revertir la enfermedad programada”.
Pioneros en descripción
Hace algunos años, este grupo de científicos del ICBM fue pionero en relacionar la hipoxia crónica durante el desarrollo con enfermedades futuras. El trabajo, publicado en la revista PLOS One alcanzó notoriedad al ser replicado por Science en los días posteriores. Posteriormente, fueron los primeros en caracterizar la enfermedad y proponer mecanismos antioxidantes, como la melatonina.
La hipertensión pulmonar persistente del recién nacido es un trastorno grave en el que fracasa la transición fisiológica de la circulación pulmonar, desde un estado de alta resistencia en el feto a uno de baja resistencia en el neonato, resultando en arterias con paredes gruesas y lumen estrecho, e hipercontráctiles después del parto. De esta manera, se limita el flujo sanguíneo hacia los pulmones y, por lo tanto, la cantidad de oxígeno en el torrente sanguíneo.
Causada por una falla respiratoria aguda, la condición ocurre en 0.5 a 2 de cada 1,000 nacidos vivos en tierras bajas, ocasionando una elevada mortalidad en neonatos, de acuerdo a la Organización Mundial de la Salud. Aunque no se tienen cifras concretas de su prevalencia en tierras altas, la hipertensión pulmonar neonatal es más prevalente sobre los 2 mil 500 metros.
Programación de enfermedades
Millones de persona padecieron de hambruna durante y después de la segunda guerra mundial, el mayor conflicto bélico del siglo XX. Cuarenta años después, miles de casos de hipertensión arterial sistémica e infartos cardíacos tempranos se comenzaron a multiplicar por Europa, los que coincidían con los sectores más afectados por la hambruna y los menores pesos al nacer. Fue probablemente el primer hito del campo de la epigenética, y cómo factores ambientales pueden incidir en la programación de salud y enfermedad, expuso el investigador del ICBM.
“El estudio epidemiológico determinó que los niños que habían nacido en contextos de escasez de alimentos tenían más prevalencia de hipertensión arterial en la etapa adulta. Fue una relación entre la enfermedad y la forma en que esos niños fueron gestados y su bajo peso al nacer. Si bien no habían crecido en un ambiente de hambruna en su etapa postnatal, sino de abundancia y estabilidad económica, la hipertensión sistémica apareció de manera temprana”, dijo Herrera.
Tras este hallazgo, se realizaron estudios en modelos animales experimentales y humanos para determinar cuáles eran los inductores que alteraban la salud en edad adulta. Según explicó el investigador del ICBM, ese hecho puntual permitió determinar que cualquier alteración durante el embarazo, como fumar, exponerse a contaminación, trastornos alimenticios de cualquier índole o drogadicción, podría programar las funciones de distintos sistemas del organismo en el largo plazo.
“Estas programaciones además, como las de los sistemas metabólicos, cerebrales o cardiovasculares, eran muy complejas de revertir”, afirma Herrera.
Por ejemplo, siguiendo este contexto, cuando estamos en una hambruna, el niño que está siendo gestado se programa para ahorrar energía, porque está en un ambiente donde ésta no abunda. Entonces, después ese niño nace, se ve enfrentado a un entorno abundante, distinto para que el que fue programado, y desarrolla obesidad, problemas cardiovasculares u otras condiciones relacionadas con alteraciones metabólicas”.
En la élite de la ciencia
El equipo de Emilio Herrera fue el primero latinoamericano en recibir el reconocimiento de la DOHaD Society, entidad que ahora invitó al líder del laboratorio a entregar una conferencia plenaria en Vancouver, Canadá, en agosto próximo. Para el académico de la Universidad de Chile, se trata de un premio “absolutamente colectivo” que pone en valor la capacidad de realizar estudios de frontera de manera colaborativa en un ambiente de precariedad en el financiamiento.
“Una de las cosas más destacables de este premio es que están reconociendo a un grupo de investigación de un país donde se destinan muy pocos recursos para ello. Por esto, muchas veces debemos destinar esfuerzos a actividades que poco tienen que ver con desarrollar experimentos, escribir papers o proyectos, lo que genera un desgaste importante en los investigadores latinoamericanos. Estamos en una total desventaja desde el punto de vista competitivo con países de Norteamérica y Europa”.
El científico chileno subrayó que los avances logrados en el centro INCAS y en el laboratorio de la Facultad de Medicina para comprender mecanismos sobre el origen y desarrollo de enfermedades y la programación fetal ratifican que, en América Latina, los investigadores se caracterizan por la capacidad de generar conocimiento de alta calidad con mínimos recursos, que dificultan tanto el proceso de estudio como la misma publicación de los hallazgos.
Ante esta realidad, llamó a considerar que las características naturales del país lo convierten en un verdadero “laboratorio natural”. “Que Chile disponga de todos los ambientes extremos lo hacen una fuente súper rica de estudiar. En el caso de la investigación en altura, estamos liderando la investigación a nivel regional, porque otros países latinoamericanos, con más población, destinan menos recursos que los nuestros”.
“Considerando el sostenido incremento de las poblaciones en altura en los últimos años, por ejemplo por factores laborales, como los impactos sobre personas que realizan sistemas de turno o mujeres que viven sus primeras semanas de embarazo trabajando en faenas mineras, sería muy interesante que podamos explorar y desarrollar más conocimiento al respecto”, concluyó.
