Nutrigenómica ¿Qué es? Importancia, aplicación en la actualidad

La nutrigenómica se define como la rama de la genética nutricional que estudia específicamente los efectos que pueden tener los componentes de la dieta sobre la expresión de determinados genes, lo que conduce a la conformación de un perfil metabólico en cada persona.

Esta ciencia trata de estudiar la prevención de ciertas enfermedades a través de la dieta. Esto es debido a que los cambios en la expresión genética, las diferentes actividades de proteínas y enzimas y los diversos compuestos de la dieta, directa o indirectamente, dependen de la regulación de la expresión de genes.

Lo anterior puede explicar como un fenotipo de una persona saludable progresa a un fenotipo de enfermedad crónica. En otras palabras, la nutrigenómica estudia los efectos de los nutrientes sobre la expresión génica, niveles de proteínas y metabolitos, ya que la actividad de los genes puede ser regulada en forma directa o indirecta, inclusive uniéndose a los factores de transcripción, por los nutrientes y compuestos bioactivos que componen los alimentos.

En tal sentido, la nutrigenómica plantea el estudio del transcriptoma y proteoma para un mejor entendimiento de las interacciones entre nutrientes de la dieta y su metabolismo, para controlar la homeostasis.

​Diferencia entre nutrigenómica y nutrigenética

Para mejor comprensión del término y evitar las confusiones con la nutrigenética, se debe tener en cuenta que entre ambas existe una gran diferencia. Puesto que mientras la nutrigenética estudia la interacción de los componentes de la dieta con la secuencia de ADN, la nutrigenómica hace lo propio con el ARN y las proteínas, que son el resultado de la expresión de genes. Es decir, estudia cómo los nutrientes y sustancias no nutrientes modulan la síntesis del ácido nucleico ARN y péptidos o proteínas.

En consecuencia, esta ciencia conduce hacia una nutrición personalizada en función del perfil transcriptómico y metabolómico del individuo. En tanto que la nutrigenética considera el perfil genético (ADN).

​Nutrigenómica y su importancia para la salud

Los avances científicos y tecnológicos después de la secuenciación del genoma humano no se detienen, y la nutrición como ciencia ha sido una de las grandes favorecidas por este hallazgo, pues ha contribuido en el desarrollo de nuevas disciplinas como la genómica nutricional, de la que deriva la nutrigenómica.

En este sentido, los estudios amplios de la asociación genómica (GWAS) han descrito una diversidad de genes que participan en los distintos metabolismo, entre ellos el energético. Además de alteraciones monogénicas (variación en un gen) poco frecuentes en la obesidad, que afectan el fenotipo.

Sin embargo, los ejemplos más claros del cambio de la dieta basada en el conocimiento de la información genómica se han realizado mayormente en las enfermedades monogénicas, ocasionadas por la alteración de un gen. Tal es el caso de la fenilcetonuria, en la cual se restringe el consumo de alimentos que contengan fenilalanina. Otro ejemplo lo constituye la galactosemia, la cual es tratada con eliminación de la galactosa de la dieta.

Así mismo, en la intolerancia a la lactosa se han descrito alteraciones en la expresión del gen que codifica la síntesis de la enzima lactasa. Por tal motivo, los avances de estudios nutrigenómicos permitirán anticipadamente restringir el consumo de alimentos que contengan lactosa en la población susceptible.

​Obesidad

Los estudios GWAS han permitido conocer una diversidad de polimorfismos que constituyen factores de riesgo de obesidad como es el caso de los genes FTO, ADIPQ, MC4R, entre otros.

Esto ha contribuido a entender por qué no todas las personas responden de igual forma a las dietas hipocalóricas, pues se ha evidenciado la participación de las variantes de estos genes reguladores en la ingesta energética, el metabolismo de los lípidos, la adipogénesis, la termogénesis, etc.

Otro ejemplo lo representan los genes LEP y LEPR, que regulan el apetito y otras funciones del metabolismo. Además del gen receptor de la serotonina, que regula el apetito y el peso corporal. Mientras que genes como el PPARG se relacionan con la pérdida de peso a corto y largo plazo.

En definitiva, gracias a la nutrigenómica se sabe que la expresión de estos genes o sus polimorfismos influyen en la pérdida de peso. En el caso de los genes LEP y LEPR afectan la pérdida de peso en mujeres obesas.

Asociado a lo anterior, se conoce que ciertos nutrientes pueden influir sobre la predisposición o prevención de la obesidad. Siendo los ácidos grasos poliinsaturados los responsables de activar el catabolismo de ácidos grasos y la inhibición de la lipogénesis hepática. Mientras que los ácidos grasos de cadena media activan la termogénesis y los isoprenoides (Vitamina A) movilizando las grasas. Por su parte, los aminoácidos como el triptófano, la arginina e histidina, entre otros, regulan y controlan el peso corporal. En tanto que los péptidos de bajo peso molecular tienen efectos saciantes, y minerales como el calcio se les atribuyen propiedades anti-obesidad.

Finalmente, los carbohidratos aunque han sido presentados como los malos de la historia en la obesidad, realmente son reguladores del peso corporal, de la relación glucosa/fructosa y del índice glicémico.

​Cáncer

Desde épocas pasadas es bien conocido que el cáncer es una enfermedad genética, cuyo desarrollo se caracteriza por la división anormal de las células hasta formar tumores, y que este proceso tiene asociación con los carcinógenos.

Estos compuestos desencadenan una respuesta celular con expresión génica y proteica alterada, que hace que la célula se acople a la señal externa que recibe, lo que modifica su metabolismo y fisiología.

Pero los seres humanos expuestos a los carcinógenos responden de forma diferente, por lo que unos desarrollan el cáncer y otros no. Esto puede deberse a la genética del individuo y a los componentes de su dieta. De ahí la importancia de la nutrigenómica.

Los carcinógenos se pueden encontrar tanto en los alimentos naturales como en los procesados industriales o culinarios. Pero no se sabe a ciencia cierta cuantos son, y se piensa que faltan muchos por descubrir. En este sentido, se han descrito genes que codifican para la síntesis de enzimas con función antioxidante como la Glutatión-S-transferasa, que elimina carcinógenos del ambiente. No obstante, las variaciones en este gen se asocian con cáncer.

En el caso del gen N-acetil-transferasa (NAT2), su polimorfismo está asociado con riesgo aumentado de cáncer colorrectal en personas que consumen mucha carne y tabaco. En el gen Glutatión peroxidasa I (GPX1), las variaciones de este gen se relacionan con aumento de la predisposición a cáncer de pulmón y de mama.

Es importante resaltar que los ácidos grasos poliinsaturados como el omega 3 reducen la expresión de los genes de las enzimas antioxidantes glutatión peroxidasa, superóxido dismutasa y catalasa, entre otras.

Lo expuesto representa un claro ejemplo de cómo la nutrigenómica puede contribuir con la prevención de riesgo de enfermedades como el cáncer, modificando la dieta y adecuándola a las características del genoma del individuo.

​Nutrigenómica en la actualidad

La nutrigenómica ha sido ampliamente experimentada en ensayos in vitro de cultivocelular, en tejidos y animales, arrojando extraordinarios resultados. Sin embargo, los individuos presentan características específicas en términos de alimentación y los factores que en ella influyen, lo que puede ser solamente evaluados in vivo. Por tal motivo, en la actualidad, las investigaciones se han dirigido al estudio de la función del tipo de grasas ingeridas y su cantidad en la expresión de distintos genes, en diversas muestras biológicas como sangre periférica, tejidos, etc.

Estas investigaciones revelan que este tipo de nutriente influye en la expresión de genes asociados al almacenamiento y metabolismo de lípidos, las respuestas inmune, inflamatoria y antioxidante, la apoptosis y el ciclo celular, entre otras.

Por ejemplo, la ingestión de ácidos grasos saturados como el palmítico incrementa la expresión génica inflamatoria en células del músculo esquelético. No obstante, el consumo de alimentos ricos en ácidos grasos poliinsaturados como el aceite de canola, en tejido adiposo subcutáneo, estimula la expresión de genes proinflamatorios, pero este es considerado beneficioso por ayudar al desarrollo de respuestas más eficaces.

En contraste con lo anterior, ciertas investigaciones en nutrigenómica y cáncer sugieren que compuestos bioactivos como el polifenol epigalocatequin galato, EGCG, se asocian a algunos tipos cáncer de mama, por inhibir la fosforilación de la tirosina de receptores específicos. En tanto que, el inositol hexafosfato inhibe la transformación de la célula. Otras sustancias como el resveratrol, las isoflavonas o los retinoides como la vitamina A y sus metabolitos, entre otras, también afectan vías metabólicas específicamente a nivel de la señalización celular.

​Aplicación

Es un hecho que la nutrigenómica representa un gran avance en la nutrición, pero llevar estos conocimientos a la práctica para la elaboración de un plan alimentario es complejo. Puesto que uno de los grandes inconvenientes en la aplicación de esta ciencia es, por ejemplo, que no se ha determinado cuáles nutrientes o compuestos bioactivos, de los que se ingieren a diario en la dieta, aportan mayor o menor beneficio para la salud como actividad anticancerígena.

Tampoco se conoce el mecanismo biológico que explique por qué un tipo específico de dieta puede aportar dichos beneficios.

En conclusión, se espera que en el futuro este conocimiento relacionado a los procesos fisiológicos y patológicos contribuya a desarrollar herramientas diagnósticas y terapéuticas eficaces en patologías asociadas a la nutrición. Especialmente con el objeto de contribuir en la prevención de estas patologías.

​Referencias

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