Nutrigenómica
La nutrigenómica hace parte de como reacciona el fenotipo a diferentes alimentos.
facultad de farmacia · pediatría en farmacia
jue. 27 de may. 2021
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La genómica nutricional estudia las interacciones gen-dieta. Dentro de esta ciencia se distinguen dos áreas, nutrigenética y nutrigenómica. En ocasiones se han utilizado como sinónimos, no obstante, existe una clara diferencia en su delimitación. La nutrigenética estudia la distinta respuesta fenotípica a la dieta en función del genotipo de cada individuo. La nutrigenómica es la disciplina que estudia los mecanismos moleculares, los mismos que explican la distinta respuesta fenotípica a la dieta en función del genotipo particular de cada individuo.

Dicho de otro modo, la Nutrigenómica se centraría en estudiar cómo los nutrientes regulan la expresión de los genes y las rutas metabólicas posteriores. La finalidad de este capítulo es profundizar en el estudio de la Nutrigenómica. Las perspectivas que ofrece son extraordinarias. El gran avance en el conocimiento de las llamadas “ciencias ómicas”, conduce al desarrollo de novedosos sistemas diagnósticos y terapéuticos. Estos nos acercan cada vez más a la llamada “medicina de precisión”.

Conceptos clave de la nutrigenómica

La investigación biológica dedicada a elucidar los factores y mecanismos asociados causantes de enfermedades complejas se ha visto reforzada por la aparición de nuevas tecnologías que permiten una visión holística de los procesos metabólicos. Este conocimiento se agrupa en las llamadas «ómicas», en las que se distinguen cuatro áreas principales:

  • Genómica: Estudia las secuencias de nucleótidos (incluyendo genes estructurales, secuencias reguladoras y secuencias de ADN no codificante) presentes en los cromosomas de un organismo.
  • Transcriptómica: Determina el nivel de transcripción de los genes que se están expresando. Todo ello a partir de un genoma específico en un determinado momento en la célula. Se basa en la cuantificación del ARN mensajero y provee información de qué genes están activos en términos cualitativos y cuantitativos. También revela si diferentes variantes genéticas dan lugar a cambios en la expresión génica. Lo cual es crítico para asignar la funcionalidad a los SNP asociados a cada fenotipo.
  • Proteómica: Se encarga de cuantificar la expresión en proteínas. Aporta conocimiento del grado de expresión, funcionalidad, localización celular, interacciones proteína-proteína, permitiendo caracterizar todos estos aspectos asociados a cada variable genética.
  • Metabolómica: Es el conjunto de ciencias y técnicas dedicadas al estudio y comparación de los metabolomas. Es decir, la colección de todos los metabolitos (moléculas de bajo peso molecular) presentes en una célula, tejido u organismo en un momento dado. Su estudio en un amplio espectro de muestras biológicas (suero, plasma, orina, tejidos y extractos celulares) es fundamental para la comprensión de las rutas metabólicas, ya que representan los productos finales del metabolismo.

El beneficio de combinar el poder analítico de las diferentes «ómicas» es notable, al aumentar considerablemente el margen de confianza en la personalización de las recomendaciones preventivas y terapéuticas.

Impacto de la dieta en la salud

Actualmente las enfermedades crónicas degenerativas no transmisibles (ECDNT), son las de mayor prevalencia en nuestro ámbito. Las ECDNT son consideradas enfermedades complejas, debido a que en su etiología existe la participación tanto de factores genéticos como ambientales que interactúan a lo largo de toda la vida y esta relación gen-ambiente será determinante para el desarrollo de la enfermedad.

Los factores ambientales (en especial la alimentación, a la que estamos todos expuestos), afectan de manera directa a la incidencia de ECDNT. Entre ellos se incluyen tanto factores de protección como de riesgo al desarrollo de enfermedades. La exposición crónica a ciertos patrones alimentarios inadecuados, como desajustes energéticos o deficiencias nutricionales, puede acarrear estrés metabólico. Y esta clase de estrés está estrechamente relacionado con la incidencia y progresión de ECDNT y el envejecimiento, ya que afecta a la regulación de la expresión génica y a la consiguiente respuesta metabólica.

Los procesos biológicos no son estáticos, sino altamente dinámicos, por lo que los marcadores genéticos evaluados individualmente resultan poco eficaces. La aplicación de la nutrigenómica, además del estudio del genoma, requiere una precisa y estandarizada definición de fenotipos. Así cuando nos referimos a la trama interacciones gen-ambiente, tenemos que considerar la correcta integración del genotipo, fenotipo y ambiente. Un adecuado abordaje de ECDNT implica una inmensa complejidad e incluye el uso de todas las «ómicas».

Componentes bioactivos de los alimentos

En los últimos años ha cobrado especial importancia estudiar los componentes de la dieta que son biológicamente activos. La base conceptual de esta nueva área de investigación genómica, reside en el hecho de que las sustancias químicas presentes en la dieta pueden afectar la expresión de los genes o alterar su estructura. Algunos de estos genes regulados por la dieta juegan un papel en el inicio, progresión y/o severidad de las enfermedades.

Este conocimiento crea grandes expectativas, ya que permite mejorar las recomendaciones y dietas personalizadas con terapias que incluyan alimentos funcionales especialmente diseñados para cubrir todas las necesidades individuales con un potencial beneficio para la salud. Cada día se identifican nuevos nutrientes bioactivos, se caracterizan sus efectos quimiopreventivos clínicos y moleculares y se realizan análisis sistemáticos que abarcan las tecnologías «ómicas» para explorar su acción. Un alimento puede contener una gran variedad de sustancias químicas bioactivas que pueden afectar la expresión de genes directa o indirectamente.

Asimismo, la absorción, metabolismo y transporte de un componente bioactivo de un alimento también está controlada por genes. Incluso se ha descrito que algunos de ellos tienen la capacidad de producir modificaciones postraduccionales e influir en una serie de eventos celulares que finalmente afectan al desarrollo de diversas ECDN. Estas sustancias bioactivas pueden modificar los procesos biológicos actuando a nivel celular a través de diferentes sitios de acción.

  • Como ligandos para receptores de factores de transcripción.
  • Pueden ser metabolizados por rutas metabólicas primarias y secundarias, y en consecuencia alterar concentraciones de sustratos e intermediarios.
  • Pueden afectar positiva o negativamente las vías de señalización.

La nutrición compuesta

Cuando se come, en un solo plato, hay docenas de compuestos que interactúan directa o indirectamente con ciertos genes regulando su expresión, lo cual puede ser aprovechado con fines preventivos y terapéuticos. Algunos componentes dietéticos afectan rutas metabólicas específicas relacionadas con el desarrollo del cáncer. Un elevado consumo de alcohol aumenta el riesgo de cáncer colorrectal porque produce cambios en el patrón de metilación del ADN.

Varios estudios han evidenciado un papel protector de la vitamina D frente a este tipo de cáncer, especialmente en el cáncer de colon distal, con relación lineal inversa e independientemente de la fuente de ingesta. De modo similar, se ha observado que una elevada ingesta de ácidos grasos poliinsaturados omega-3 de origen marino tiene una acción antineoplásica, y su consumo tras un diagnóstico de cáncer de colon podría ser beneficioso.

La nutrigenómica nos descubre cómo los componentes de la dieta afectan la expresión de genes específicos y nos proporciona una herramienta fundamental para abordar el tratamiento personalizado de las ECDNT con mayor probabilidad de éxito. En la se resumen algunos nutrientes cuya deficiencia se ha asociado a enfermedad, indicando la alteración que produce su deficiencia a nivel génico y fuentes alimenticias ricas en dicho nutriente.

El profesional de la farmacia y la nutrigenómica

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