How early life experience is written into DNA | Moshe Szyf

Traductor: Carolina Urdaneta Olano Revisor: Lidia Cámara de la Fuente

So it all came to life

Todo surgió

in a dark bar in Madrid.

en un bar sombrío en Madrid.

I encountered my colleague from McGill, Michael Meaney.

Me topé con mi colega de McGill, Michael Meany.

And we were drinking a few beers,

Nos estábamos tomando unas cervezas y,

and like scientists do,

tal y como hacen los científicos,

he told me about his work.

me contó sobre su trabajo.

And he told me that he is interested in how mother rats lick their pups

Y me contó sobre su interés en cómo las ratas madres lamen a sus crías

tras nacer.

after they were born.

And I was sitting there and saying,

Y yo estaba sentado y pensando:

"This is where my tax dollars are wasted --

"En esto se desperdician los dólares de mis impuestos

(Laughter)

(Risas)

on this kind of soft science."

en este tipo de ciencia blanda".

And he started telling me

Y me empezó a contar que

las ratas, al igual que los humanos,

that the rats, like humans,

lick their pups in very different ways.

lamen a sus crías de diferentes maneras.

Algunas madres lo hacen mucho,

Some mothers do a lot of that,

some mothers do very little,

otras madres lo hacen poco,

and most are in between.

y la mayoría están en un término medio.

But what's interesting about it

Pero lo interesante de esto

is when he follows these pups when they become adults --

es que cuando se hace un seguimiento a estas crías, ya de adultos,

like, years in human life, long after their mother died.

digamos, años de vida humana, mucho después de la muerte de su madre,

They are completely different animals.

son animales completamente diferentes.

The animals that were licked and groomed heavily,

Los animales que fueron lamidos y acariciados considerablemente,

the high-licking and grooming,

los muy lamidos y acariciados,

are not stressed.

no están estresados.

They have different sexual behavior.

Tienen un comportamiento sexual diferente.

They have a different way of living

Tienen una forma de vivir diferente

than those that were not treated as intensively by their mothers.

que los que no fueron lamidos tan intensamente por sus madres.

So then I was thinking to myself:

Y, luego estuve pensando:

Is this magic?

¿Es esto magia?

How does this work?

¿Cómo funciona esto?

As geneticists would like you to think,

Tal como los genetistas quisieran que piensen,

tal vez la madre tenía el gen de "la mala madre",

perhaps the mother had the "bad mother" gene

que causaba que sus crías fueran estresadas,

that caused her pups to be stressful,

and then it was passed from generation to generation;

y luego pasó de generación en generación;

it's all determined by genetics.

todo está determinado por la genética.

¿O será posible que algo más esté sucediendo allí?

Or is it possible that something else is going on here?

In rats, we can ask this question and answer it.

En cuanto a las ratas, podemos hacer esta pregunta y responderla.

Y lo que hicimos fue un experimento de cruce de acogimiento.

So what we did is a cross-fostering experiment.

You essentially separate the litter, the babies of this rat, at birth,

En esencia, se separa la camada, los bebés de esta rata al nacer,

to two kinds of fostering mothers --

para darlos a dos tipos de madres adoptivas.

not the real mothers, but mothers that will take care of them:

No las madres reales, sino las madres que van a cuidarlos:

high-licking mothers and low-licking mothers.

las madres muy lamedoras y las madres poco lamedoras.

And you can do the opposite with the low-licking pups.

Y se puede hacer lo contrario con las crías poco lamidas.

And the remarkable answer was,

Y la respuesta sorprendente fue que

it wasn't important what gene you got from your mother.

el gen que obtienes de tu madre no era importante.

It was not the biological mother that defined this property of these rats.

La madre biológica no definía esta propiedad de esas ratas,

It is the mother that took care of the pups.

sino la madre que cuidó a esas crías.

So how can this work?

Y ¿cómo funciona esto?

I am an a epigeneticist.

Soy epigenetista.

I am interested in how genes are marked

Estoy interesado en cómo están marcados los genes

by a chemical mark

por una marca química

during embryogenesis, during the time we're in the womb of our mothers,

en la embriogénesis, cuando estamos en el vientre de nuestras madres

and decide which gene will be expressed

y decidimos cuál gen se va a expresar

in what tissue.

en cuál tejido.

Different genes are expressed in the brain than in the liver and the eye.

En el cerebro se expresan diferentes genes que en el hígado o en un ojo.

And we thought: Is it possible

Y pensamos: ¿será pósible

that the mother is somehow reprogramming the gene of her offspring

que la madre esté reprogramando el gen de su cría

a través de su comportamiento?

through her behavior?

And we spent 10 years,

Y pasaron 10 años,

and we found that there is a cascade of biochemical events

y descubrimos que hay una cascada de eventos bioquímicos

by which the licking and grooming of the mother, the care of the mother,

por medio de la cual el lamido y la caricia de la madre, el cuidado,

se traduce en señales bioquímicas

is translated to biochemical signals

that go into the nucleus and into the DNA

que van hacia el núcleo y hacia el ADN

and program it differently.

y lo programan diferentemente.

So now the animal can prepare itself for life:

Y ahora el animal puede prepararse solo para la vida:

Is life going to be harsh?

¿Será dura la vida?

Is there going to be a lot of food?

¿Habrá mucha comida?

Are there going to be a lot of cats and snakes around,

¿Habrá muchos gatos y serpientes alrededor?

or will I live in an upper-class neighborhood

¿O viviré en un vecindario de clase media alta,

where all I have to do is behave well and proper,

donde lo que tendré que hacer es comportarme correctamente,

and that will gain me social acceptance?

y eso me dará aceptación social?

And now one can think about how important that process can be

Y ahora, uno puede pensar sobre cuán importante puede ser ese proceso

para nuestras vidas.

for our lives.

We inherit our DNA from our ancestors.

Nosotros heredamos el ADN de nuestros ancestros.

El ADN es antiguo.

The DNA is old.

Evolucionó durante la evolución.

It evolved during evolution.

But it doesn't tell us if you are going to be born in Stockholm,

Pero no nos dice si vas a nacer en Estocolmo,

donde los días son largos en verano y cortos en invierno,

where the days are long in the summer and short in the winter,

or in Ecuador,

o en Ecuador,

where there's an equal number of hours for day and night all year round.

donde el número de horas es igual para el día y la noche en todo el año.

And that has such an enormous [effect] on our physiology.

Y eso tiene un enorme efecto en nuestra fisiología.

So what we suggest is, perhaps what happens early in life,

Lo que sugerimos es que tal vez lo que sucede en la edad temprana,

those signals that come through the mother,

aquellas señales que provienen de la madre,

tell the child what kind of social world you're going to be living in.

le dicen al niño el tipo de mundo social en el que van a vivir.

It will be harsh, and you'd better be anxious and be stressful,

Será duro, así que es mejor que estés ansioso y estés estresado,

or it's going to be an easy world, and you have to be different.

o será un mundo fácil, y deberás ser diferente.

Is it going to be a world with a lot of light or little light?

¿Será un mundo con mucha o poca luz?

¿Será un mundo con mucha o poca comida?

Is it going to be a world with a lot of food or little food?

Si no hay comida alrededor,

If there's no food around,

you'd better develop your brain to binge whenever you see a meal,

deberás desarrollar tu cerebro para atracarte cuando veas comida,

or store every piece of food that you have as fat.

o reservar cada trozo de comida en forma de grasa.

So this is good.

Esto es bueno.

La evolución ha elegido esto

Evolution has selected this

to allow our fixed, old DNA to function in a dynamic way

para que nuestro ADN fijo y viejo pueda funcionar de una manera dinámica

in new environments.

en nuevos entornos.

But sometimes things can go wrong;

Pero a veces las cosas pueden salir mal,

por ejemplo: si naces en una familia pobre

for example, if you're born to a poor family

and the signals are, "You better binge,

y las señales son: "Deberás atracarte,

you better eat every piece of food you're going to encounter."

deberás comer cada trozo de comida que te encuentres".

Pero los humanos y nuestros cerebros hemos evolucionado,

But now we humans and our brain have evolved,

have changed evolution even faster.

hemos cambiado la evolución más rápido.

Now you can buy McDonald's for one dollar.

Ahora puedes comprar en McDonald's por un dólar,

And therefore, the preparation that we had by our mothers

y por ende, la crianza que nuestras madres nos dieron

is turning out to be maladaptive.

está resultando inadaptada.

La misma crianza que se suponía que nos protegería del hambre y la escasez

The same preparation that was supposed to protect us from hunger and famine

is going to cause obesity,

va a causar obesidad,

cardiovascular problems and metabolic disease.

problemas cardiovasculares y enfermedades metabólicas.

Este concepto de que los genes pueden ser marcados por nuestras experiencias,

So this concept that genes could be marked by our experience,

and especially the early life experience,

y especialmente la experiencia de vida temprana,

puede proveernos una explicación unificante,

can provide us a unifying explanation

tanto de la salud como de las enfermedades.

of both health and disease.

But is true only for rats?

Pero ¿será solo cierto para las ratas?

The problem is, we cannot test this in humans,

El problema es que no podemos probar esto en humanos,

because ethically, we cannot administer child adversity in a random way.

porque éticamente no podemos administrar adversidad infantil aleatoria.

So if a poor child develops a certain property,

Entonces, si un niño pobre desarrolla una propiedad,

no sabemos si esta es causado por la pobreza

we don't know whether this is caused by poverty

o si las personas pobres tienen malos genes.

or whether poor people have bad genes.

So geneticists will try to tell you that poor people are poor

Los genetistas intentarán decirles que los pobres son pobres

porque sus genes los hacen pobres.

because their genes make them poor.

Los epigenetistas les dirán

Epigeneticists will tell you

poor people are in a bad environment or an impoverished environment

que los pobres están en un mal entorno o un entorno empobrecido

que crea ese fenotipo, esa propiedad.

that creates that phenotype, that property.

Cambiamos para ver a nuestros primos, los monos.

So we moved to look into our cousins, the monkeys.

My colleague, Stephen Suomi, has been rearing monkeys

Mi colega, Stephen Suomi, ha estado criando monos

in two different ways:

de dos formas diferentes:

randomly separated the monkey from the mother

separando al mono de su madre al azar

and reared her with a nurse

y criado por una enfermera

and surrogate motherhood conditions.

en condiciones de maternidad sustituta.

Estos monos no tuvieron una madre, sino una enfermera.

So these monkeys didn't have a mother; they had a nurse.

Y los otros monos fueron criados por sus madres biológicas.

And other monkeys were reared with their normal, natural mothers.

And when they were old, they were completely different animals.

Y de mayores eran animales completamente diferentes.

The monkeys that had a mother did not care about alcohol,

Los monos que tuvieron una madre eran indiferentes al alcohol,

they were not sexually aggressive.

no eran sexualmente agresivos.

The monkeys that didn't have a mother were aggressive, were stressed

Los monos que no tuvieron madre eran agresivos, estresados

y alcohólicos.

and were alcoholics.

So we looked at their DNA early after birth, to see:

Y nos fijamos en su ADN justo después de su nacimiento, para ver

Is it possible that the mother is marking?

si es posible que la madre esté marcando,

Is there a signature of the mother in the DNA of the offspring?

si habrá alguna característica de la madre en el ADN de su cría.

These are Day-14 monkeys,

Estos monos tienen 14 días,

y lo que ven aquí es la forma moderna de cómo estudiamos la epigenética.

and what you see here is the modern way by which we study epigenetics.

We can now map those chemical marks, which we call methylation marks,

Ahora podemos trazar aquellas marcas químicas, marcas de metilación,

en el ADN a la resolución de un solo nucleótido.

on DNA at a single nucleotide resolution.

We can map the entire genome.

Podemos trazar el genoma completo.

We can now compare the monkey that had a mother or not.

Podemos comparar al mono que tuvo una madre y al que no la tuvo.

And here's a visual presentation of this.

Y aquí hay una presentación visual de esto.

What you see is the genes that got more methylated are red.

Pueden ver que los genes que están más metilados son rojos.

Los genes menos metilados son verdes.

The genes that got less methylated are green.

Pueden ver que muchos genes están cambiando,

You can see many genes are changing,

because not having a mother is not just one thing --

porque no haber tenido una madre no es solo una cosa,

sino que afecta todo.

it affects the whole way;

it sends signals about the whole way your world is going to look

Envía señales completas sobre cómo será su mundo

cuando se vuelva un adulto.

when you become an adult.

Y pueden ver a los dos grupos de monos

And you can see the two groups of monkeys

extremely well-separated from each other.

extremadamente separados los unos de los otros.

¿Qué tan temprano se desarrolla esto?

How early does this develop?

These monkeys already didn't see their mothers,

Estos monos no vieron a sus madres,

así que tuvieron una experiencia social.

so they had a social experience.

Do we sense our social status, even at the moment of birth?

¿Tenemos la sensación de nuestro estatus social incluso al nacer?

So in this experiment, we took placentas of monkeys

En este experimento, tomamos las placentas de los monos

que tenían un estatus social diferente.

that had different social status.

What's interesting about social rank is that across all living beings,

Lo interesante sobre el estatus social es que todos los seres vivientes

they will structure themselves by hierarchy.

se estructuran a sí mismos por jerarquía.

El mono número 1 es el jefe,

Monkey number one is the boss;

monkey number four is the peon.

El mono número 4 es el peón.

You put four monkeys in a cage,

Si pones cuatro monos en una jaula,

siempre habrá un jefe y un peón.

there will always be a boss and always be a peon.

Y lo interesante es que el mono número 1

And what's interesting is that the monkey number one

es más saludable que el mono número cuatro.

is much healthier than monkey number four.

And if you put them in a cage,

Y si los pones en una jaula,

monkey number one will not eat as much.

el mono número uno no comerá tanto,

el mono número cuatro, comerá mucho.

Monkey number four will eat [a lot].

And what you see here in this methylation mapping,

Y lo que ven aquí en este mapa de metilación,

una separación dramática al nacer

a dramatic separation at birth

de los animales que tenían un estatus social alto

of the animals that had a high social status

versus the animals that did not have a high status.

versus los animales que no tenían un estatus alto.

Así que nacemos conociendo la información social,

So we are born already knowing the social information,

and that social information is not bad or good,

y esa información social no es buena o mala,

it just prepares us for life,

solo nos prepara para la vida,

because we have to program our biology differently

porque tenemos que programar nuestra biología diferentemente

si estamos en el estatus social alto o bajo.

if we are in the high or the low social status.

¿Pero cómo se puede estudiar esto en los humanos?

But how can you study this in humans?

We can't do experiments, we can't administer adversity to humans.

No podemos hacer experimentos, ni aplicar adversidad a humanos.

Pero Dios sí experimenta con los humanos,

But God does experiments with humans,

and it's called natural disasters.

y a eso se le llama, desastres naturales.

One of the hardest natural disasters in Canadian history

Uno de los desastres naturales más duros en la historia canadiense

happened in my province of Quebec.

sucedió en mi provincia de Quebec:

It's the ice storm of 1998.

la tormenta de hielo de 1998.

Perdimos nuestra red eléctrica completa a causa de la tormenta de hielo,

We lost our entire electrical grid because of an ice storm

when the temperatures were, in the dead of winter in Quebec,

cuando las temperaturas estaban en pleno invierno de Quebec,

minus 20 to minus 30.

de -20 ºC a -30 ºC.

And there were pregnant mothers during that time.

Y durante esa época había madres embarazadas.

And my colleague Suzanne King followed the children of these mothers

Y mi colega Suzanne King, le hizo un seguimiento a los hijos de esas madres

for 15 years.

durante 15 años.

Y lo que sucedió fue que, mientras el estrés aumentaba

And what happened was, that as the stress increased --

and here we had objective measures of stress:

y allí teníamos mediciones objetivas del estrés:

¿Cuánto tiempo estuvo sin energía? ¿Dónde pasó el tiempo?

How long were you without power? Where did you spend your time?

Was it in your mother-in-law's apartment or in some posh country home?

¿Lo pasó en el apartamento de su suegra o en una casa de campo lujosa?

Todo esto se acumulaba en una escala de estrés social,

So all of these added up to a social stress scale,

y pueden hacer la pregunta:

and you can ask the question:

How did the children look?

¿Cómo se veían los niños?

And it appears that as stress increases,

Aparentemente mientras el estrés aumenta,

the children develop more autism,

los niños desarrollan más autismo,

they develop more metabolic diseases

desarrollan más enfermedades metabólicas

and they develop more autoimmune diseases.

y desarrollan más enfermedades autoinmunes.

We would map the methylation state,

Nosotros trazábamos el estado de metilación,

and again, you see the green genes becoming red as stress increases,

y de nuevo, se ven los genes verdes volviéndose rojos al aumentar el estrés,

the red genes becoming green as stress increases,

los genes rojos volviéndose verdes al disminuir el estrés,

una reorganización del genoma en respuesta al estrés.

an entire rearrangement of the genome in response to stress.

So if we can program genes,

Entonces si podemos programar genes,

if we are not just the slaves of the history of our genes,

si no somos esclavos de la historia de nuestros genes,

that they could be programmed, can we deprogram them?

si ellos pueden ser programados ¿podemos desprogramarlos?

Because epigenetic causes can cause diseases like cancer,

Porque las causas epigenéticas pueden causar enfermedades como el cáncer,

enfermedades metabólicas

metabolic disease

and mental health diseases.

y enfermedades mentales.

Let's talk about cocaine addiction.

Hablemos sobre la adicción a la cocaína

La adicción a la cocaína es una situación terrible

Cocaine addiction is a terrible situation

that can lead to death and to loss of human life.

que puede llevar a la muerte y a la pérdida de la vida humana.

We asked the question:

Hicimos la pregunta:

Can we reprogram the addicted brain

¿Podemos desprogramar un cerebro adicto,

to make that animal not addicted anymore?

para hacer que un animal no sea más un adicto?

Usamos un modelo de la adicción a la cocaína

We used a cocaine addiction model

that recapitulates what happens in humans.

que recapitula lo que sucede en los humanos.

In humans, you're in high school,

En los humanos, estás en la secundaria,

some friends suggest you use some cocaine,

unos amigos sugieren que consumas algo de cocaína,

you take cocaine, nothing happens.

consumes cocaína y nada sucede.

Months pass by, something reminds you of what happened the first time,

Los meses pasan y algo te recuerda de lo que pasó la primera vez,

a pusher pushes cocaine,

alguien te presiona a usar cocaína,

and you become addicted and your life has changed.

te vuelves un adicto y tu vida ha cambiado.

In rats, we do the same thing.

Con las ratas hacemos lo mismo.

My colleague, Gal Yadid,

Mi colega, Gal Yadid,

he trains the animals to get used to cocaine,

entrena a los animales para que se acostumbren a la cocaína,

then for one month, no cocaine.

después de un mes, no les da cocaína.

Then he reminds them of the party when they saw the cocaine the first time

Luego les recuerda de la fiesta en la que vieron por primera vez la cocaína

como señal, los colores de la jaula cuando ven la cocaína.

by cue, the colors of the cage when they saw cocaine.

And they go crazy.

Y se enloquecen.

They will press the lever to get cocaine

Ellos presionan la palanca para obtener cocaína

until they die.

hasta que mueren.

We first determined that the difference between these animals

Primero determinamos que la diferencia entre estos animales

is that during that time when nothing happens,

es que durante el tiempo en que nada sucede,

no hay cocaína alrededor,

there's no cocaine around,

their epigenome is rearranged.

su epigenoma se reorganiza.

Their genes are re-marked in a different way,

Sus genes se re-marcan de una manera diferente,

and when the cue comes, their genome is ready

Y cuando la señal viene, su genoma está listo

to develop this addictive phenotype.

para desarrollar este fenotipo adictivo.

So we treated these animals with drugs that either increase DNA methylation,

Tratamos a estos animales con drogas que o, aumentan la metilación del ADN,

el cual era el indicador epigenético que debíamos mirar,

which was the epigenetic marker to look at,

or decrease epigenetic markings.

o que disminuyen los indicadores epigenéticos

And we found that if we increased methylation,

Y descubrimos que, si aumentábamos la metilación,

estos animales se enloquecen aún más.

these animals go even crazier.

They become more craving for cocaine.

Se antojan más por la cocaína.

But if we reduce the DNA methylation,

Pero si reducimos la metilación del ADN,

los animales dejan de estar adictos.

the animals are not addicted anymore.

Los hemos reprogramado.

We have reprogrammed them.

And a fundamental difference between an epigenetic drug

Y la diferencia fundamental entre una droga epigenética

y cualquier otra droga,

and any other drug

is that with epigenetic drugs,

es que con las drogas epigenéticas,

we essentially remove the signs of experience,

esencialmente eliminamos las señales de la experiencia,

and once they're gone,

y una vez que se van,

no volverán a menos que tengas la misma experiencia.

they will not come back unless you have the same experience.

Ahora el animal está reprogramado.

The animal now is reprogrammed.

So when we visited the animals 30 days, 60 days later,

Cuando visitamos a los animales, 30 días, 60 días después,

which is in human terms many years of life,

lo cual representa muchos años de vida en condiciones humanas,

they were still not addicted -- by a single epigenetic treatment.

seguían sin estar adictos. Por un simple tratamiento epigenético.

Entonces lo que aprendimos sobre el ADN,

So what did we learn about DNA?

DNA is not just a sequence of letters;

el ADN no es solo una secuencia de letras,

it's not just a script.

no es solo un guion.

DNA is a dynamic movie.

El ADN es una película dinámica.

Our experiences are being written into this movie, which is interactive.

Nuestras experiencias están siendo escritas en esta película interactiva.

Con el ADN, tú estás como viendo una película de tu vida

You're, like, watching a movie of your life, with the DNA,

with your remote control.

con tu control remoto.

You can remove an actor and add an actor.

Puedes eliminar un actor o agregar uno.

And so you have, in spite of the deterministic nature of genetics,

Y así lo has hecho, a pesar de la naturaleza determinista de la genética,

you have control of the way your genes look,

tienes el control de la manera cómo se ven tus genes,

and this has a tremendous optimistic message

y esto conlleva un mensaje optimista tremendo

for the ability to now encounter some of the deadly diseases

para la habilidad de enfrentar ahora algunas enfermedades mortales

like cancer, mental health,

como el cáncer, las enfermedades mentales,

with a new approach,

con un nuevo enfoque,

viéndolas como malas adaptaciones.

looking at them as maladaptation.

And if we can epigenetically intervene,

Y si podemos intervenir epigenéticamente,

[we can] reverse the movie by removing an actor

podemos retroceder la película removiendo al actor

and setting up a new narrative.

y estableciendo una nueva narrativa.

So what I told you today is,

Y lo que hoy les conté es que,

our DNA is really combined of two components,

nuestro ADN está realmente formado por dos componentes,

two layers of information.

dos capas de información:

One layer of information is old,

Una capa de información es antigua,

evolved from millions of years of evolution.

evolucionó desde hace millones de años de evolución.

Es fija y muy difícil de cambiar.

It is fixed and very hard to change.

La otra capa de información es la capa epigenética,

The other layer of information is the epigenetic layer,

la cual está abierta y es dinámica

which is open and dynamic

y configura una narrativa que es interactiva,

and sets up a narrative that is interactive,

that allows us to control, to a large extent, our destiny,

la cual nos permite controlar en gran medida, nuestro destino,

to help the destiny of our children

a ayudar al destino de nuestros hijos

and to hopefully conquer disease

y da esperanza de conquistar las enfermedades

y retos serios de salud

and serious health challenges

that have plagued humankind for a long time.

que han plagado a la humanidad por mucho tiempo.

Y a pesar de estar determinados

So even though we are determined

by our genes,

por nuestros genes,

we have a degree of freedom

tenemos un grado de libertad

that can set up our life to a life of responsibility.

que puede configurar nuestra vida a una vida de responsabilidad.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)