Trabajo fin de prácticas. Nutrigenómica. (Catalán) PDF

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Nutrigenomics in disease prevention: personalized nutrition

1. Conceptos clave Hoy en dia es sabido que algunos individuos poseen una estructura genética que les hace muy resistentes a ciertos estímulos ambientales, que podrían hacer enfermar a otros individuos constitucionalmente más sensibles a esos estímulos. Así como también es sabido por la comunidad científica de que la interacción del ambiente con la genética está a la orden del dia en lo que a las patologías se refiere. Así pues, y dado que hoy en dia no es posible modificar nuestro código genético individual (genoma), la modificaión de estas variables ambientales (por ejemplo, mediante la adquisición de hábitos de vida determinados que incluyan aspectos dietéticos, de ejercicio físico, de evitación de sustancias tóxicas, etc…) constituyo nuestra única estrategia para prevenir el desarrollo de enfermedades. Hasta ahora, las recomendaciones acerca de lo que constituye un estilo de vida saludable, se realizaban de forma genérica, sin tener en cuenta aspectos individuales más allá de variables como la edad, sexo, nivel de actividad física, etc. La nutrigenómica surge como una ciencia complementaria a la dietética que intenta adaptar las necesidades nutricionales de cada individuo a su constitución genética, con la finalidad de prevenir la enfermedad. Así, la ciencia de la nutrición del siglo XXI está comenzando a incorporar el conocimiento del metabolismo , de las interaccions genesnutrientes y de los alimentos, con la finalidad de mejorar la alimentación y la salud y ofrecer, cada vez más, una nutrición personalizada. Inicialmente la Nutrigenómica se refería exclusivamente al estudio de los efectos de los nutrientes sobre la expresión de la estructura genética de un individuo. De forma más reciente, esta definición se ha ampliado para incluir los factores nutricionales que protegen al genoma del deterioro: -Genómica/genoma: Es todo el material genético contenido en las células de un organismo en particular. En el caso de los seres humanos, el genoma nuclear tiene 6000 millones de pares de bases, lo que incluye dos copias muy similares del genoma (una del padre y otra de la madre) -Transcriptómica/transcriptoma: La transcriptómica permite cuantificar el nivel de expresión de genes, empleando técnicas que permiten analizar las móleculas de ARNm. -Proteómica/proteoma: El proteoma celular es la totalidad de proteínas expresadas en una célula particular bajo ciertas condiciones ambientales y en un cierto momento, hablaríamos de el equivalente proteínico del genoma.

-Metabolómica/metaboloma: Es el análisis de las miles de moléculas que son producto del metabolismo, sería el conjunto completo de metabolitos en una célula, tejido u órgano.

2. Definiciones dentro de la ciencia: Como toda ciencia, la Nutrigenómica se asenta sobre una serie de postulados: -En algunos individuos con una estructura genética determinada, la dieta puede ser un factor de riesgo serio para desarrollar ciertas enfermedades. -Existen determinados componentes moleculares en nuestra dieta que pueden actuar en el genoma humano, tanto directa como indirectamente, alternando la estructura genética o su expresión. -El grado en el que la dieta influye en el equilibrio entre salud y enfermedad dependerá de la estructura genética individual. Así pues, a la hora de entender la relación entre genética y nutrición hemos de tener dos puntos claros: 1. Las recomendaciones nutricionales generales dirigidas a la sociedad (desde el punto de vista de la salud pública) son aquellas que producen un beneficio óptimo a la mayoría de la población. Sin embargo, puede haber un subgrupo de personas que no respondan de la misma manera que la mayoría. La causa de este comportamiento anómalo será muy probablemente genética, ya que la variación genét9ica es una de las principales fuentes de diferencias entre los individuos de una misma población, que comparten un mismo ambiente. 2. Las recomendaciones nutricionales dirigidas al individuo deberán tener en cuenta su perfil genético y ser por tanto personalizadas, para poder así detectar aquellas excepciones a las recomendaciones generales que, de otra manera, podrían haber favorecido un estado patológico. Como la frecuencia de individuos que se apartan de la norma es generalmente baja, es de suponer que definir quiénes son estas personas no interesa a la sociedad, sino al individuo. Esta idea tendrá probablemente enormes consecuencias en el desarrollo de la nutrición personalizada, que muy probablemente vendrá de la mano de la iniciativa privada, y no de la pública, lógicamente más interesada en realizar recomendaciones que sirvan a un mayor número de personas. Actualmente, podríamos dividir la genómica nutricional en dos partes, definidas por unos objetivos de conocimiento claramente distintos:

-Entender cómo los nutrientes que incorporamos con la dieta influyen en la homeostasis celular, alterando la actividad génica, la producción de proteínas y/o la producción de metabolitos es el objetivo de la nutrigenómica propiamente dicha. -Caracterizar cómo las distintas variantes del genoma humano influyen en la respuesta del organismo a los nutrientes, y a cómo aumentan o disminuyen el riesgo a padecer enfermedades relacionadas con la nutrición, es el objetivo de la nutrigenética.

3. Posibles aplicaciones: Aunque todavía no existe un consenso sobre las aplicaciones clínicas de la nutrigenómica, existen ejemplos de aplicaciones eficaces en enfermedades de prevalencia elevada: Hipertensión arterial La cantidad de angiotensina (AGT) circulante está asociada con incrementos en la presión sanguínea. Un SNP, llamado AA, en la posición del nucleótido 6 del gen de la AGN, está relacionado con el nivel de AGT circulante. Un gran porcentaje (alrededor del 60%) de los afroamericanos tiene la variante AA, y el resto son heterocigotas (A6G) u homocigotas GG para esta posición. Los individuos con el genotipo A6A que siguen en su ingesta las pautas del programa "Aproximaciones Dietéticas para Detener la Hipertensión" (DASH) muestran una reducción de la presión sanguínea, pero la misma dieta fue menos efectiva en la reducción de la presión sanguínea en individuos con los genotipos A6G o G6G.

Enfermedad cardiovascular La apolipoproteína A1 (ApoA1) juega un papel central en el metabolismo lipídico y en el desarrollo de enfermedad coronaria. El cambio de una guanina por una adenina (AG) en el promotor del gen de la apoproteína ApoA1, está asociado con un incremento de las concentraciones del colesterol HDL, mientras que el alelo A se relaciona con menores niveles de colesterol- HDL.27 Pero el efecto específico de la recomendación más simple, que es el aumento o no de la ingesta de Acidos Grasos Poliinsaturados, no puede aún ser establecida en función de los polimorfismos conocidos de los principales genes intervinientes (ApoA1, ApoA5 y PPAR) ya que diferentes combinaciones de polimorfismos experimentalmente dan variaciones contradictorias sobre el perfil lipídico. Los individuos con partículas de LDL densas y peque- ñas (fenotipo B) tienen un mayor riesgo de padecer enfermedades coronarias que aquellos individuos con partículas de LDL mayores y menos densas (fenotipo A), y se ha demostrado que los patrones de LDL están influenciados por las dietas bajas en grasas. Treinta y ocho hombres que mostraban el fenotipo A de LDL y que consumían dietas con una media

de 32% de grasa fueron asignados a una dieta que contenía un 10% de grasa. Doce de estos 38 sujetos mostraron un fenotipo B de LDL después de 10 días en la dieta baja en grasa, lo cual sugiere que para esos 12 sujetos, la dieta baja en grasa no era beneficiosa. Los resultados sugieren la existencia de tres genotipos distintos. Dos genotipos dan lugar al fenotipo A o el B y un tercer genotipo que ocasiona el fenotipo A cuando los individuos siguen una dieta de contenido medio en grasa (32%), pero el fenotipo B cuando ingieren menor cantidad de grasa (10%), un resultado que puede ser explicado por las interacciones entre el genotipo y la dieta, un ejemplo interesante.28 - 32 Lamentablemente aún carecemos de indicaciones claras para una intervención lipídica individual.

Obesidad En la mayoría de los casos, la etiología de la obesidad es de origen poligénico o multifactorial. La herencia genética a través de genes específicos puede influir en la regulación del apetito (leptina, ghrelina, receptores de melanocortina, receptores de péptido Y), la termogénesis y el metabolismo energético (Receptor adrenérgico β2 o ADRB2, Receptor adrenérgico β3 o ADRB3, Proteína desacoplante o UCP entre otros), así como en diferentes procesos incluyendo la adipogé- nesis (PPARγ ya mencionado, receptor X de retinol o RXR, adiponectina...). Sin embargo existen variantes genéticas que parecen interactuar con la dieta de los sujetos. Así, los individuos portadores de la mutación Gln27Glu del gen ADRB2 o del polimorfismo Pro12Ala del gen PPARγ2 que presentan además una ingesta elevada de carbohidratos poseen mayor riesgo relativo de obesidad. Cáncer Como ya se ha señalado, el gen que codifica la metilenotetrahidrofolato reductasa (MTHFR) es clave en las reacciones de metilación. Varios laboratorios han publicado que el polimorfismo C667T (que resulta en la sustitución de Alanina por Valina), causa una disminución de la actividad enzimática y está inversamente asociado con la presencia de cáncer colorrectal y leucemia linfocitaria aguda. Una ingesta baja de folato, vitamina B12, vitamina B6 o metionina se asocia también con un mayor riesgo de cáncer entre aquellos con el genotipo MTHFR denominado TT. Además, algunas mutaciones de MTHFR parecen estar implicadas en el desarrollo de enfermedad cardiovascular.

4. Conclusiones Así, a pesar de este auge comercial y empresarial alrededor de la nutrigenómica parece necesario atemperarlo con una cierta dosis de precaución, ya que hasta la fecha todavía son escasos los estudios que respaldan la validez clínica de marcadores nutrigenéticos específicos y sus diversas interrelaciones tanto con otros genes como con factores ambientales. Desenmarañar toda esta complejidad de factores llevará un tiempo, además de un considerable esfuerzo en investigación. Por tanto trasladar esta información al consumidor en la actualidad parece cuanto menos aventurado. Según los expertos, en la aplicación de la nutrigenómica parecen distinguirse dos niveles diferentes que se desarrollan a distintos ritmos. Por un lado, su aplicación en el ámbito clínico, utilizado como una herramienta para el tratamiento de distintas enfermedades, en el que existe la posibilidad de desarrollar un historial clínico muy personalizado y mantener al enfermo en condiciones controladas. En este contexto, la nutrigenó- mica parece que se desarrollará en un plazo más corto. Sin embargo, su aplicación poblacional, utilizado como herramienta preventiva mediante la nutrición personalizada será algo más complejo y supondrá plazos mucho más amplios. A tenor de los datos, todavía queda por recorrer un amplio camino concentrado en el entorno científico antes de confluir con el entorno empresarial para desarrollar aplicaciones verdaderamente fiables y conseguir una influencia determinante en la Salud Pública. Según distintos expertos, este ámbito del conocimiento y sus aplicaciones sucesivas se irán madurando en los próximos 5-10 años.

5. Bibliografía -Personalised nutrition: status and perspectives. Hans-Georg Joost, Michael J. Gibney, Kevin D. Cashman, Ulf Görman, John E. Hesketh, Michael Mueller, Ben van Ommen, Christine M. Williams and John C. Mathers. -Nutrigenomics: From Molecular Nutrition to prevention of Disease. Afman Lydia, Müller Michael. -Panorama actual de la Nutrigenómica. ¿Esperanza o realidad? Fernández Jose Luis, Benito Javier. -Apuntes de clase....