Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Nutriepigenómica, una 'ómica' de segunda generación

Nutriepigenómica, una 'ómica' de segunda generación
Ilustración :: ÁLEX

Con el avance vertiginoso de la Biología Molecular y las ciencias relacionadas con ella cada día aparecen nuevas denominaciones `ómicas´, algunas más conocidas como genómica, proteómica, metabolómica y otros menos populares como nutrigenómica, microbiómica, lipidómica, glicómica, epigenómica o quinómica e, incluso alguna `ómica´ de segunda generación como la nutriepigenómica, que comentaremos hoy.

LAS `ÓMICAS´
La aceleración del conocimiento  científico es evidente si pensamos que hace un poco más de un siglo que el botánico holandés Wilhelm Johannsen acuñó el término gen como la unidad física y funcional de la herencia biológica. Tuvo que transcurrir casi otro medio siglo hasta que Oswald Avery, Colin McLeod y Maclyn McCarty demostraran la relación entre el material genético, es decir los genes, y las moléculas de ácido desoxirribonucleico. La estructura de este ácido, el ADN, fue propuesta por Watson y Crick en 1953 y significó el inicio de la  veloz y acelerada carrera de la Biología Molecular.

Esa carrera de nuevos y cada vez mayores éxitos se fundamenta en diversas disciplinas, entre ellas la Genética (es decir, como se transmite la herencia) y la Bioquímica clásicas (como transcurren las vías metabólicas), habiendo sido impulsada enormemente por los resultados del Proyecto Genoma Humano.

Además, se ha visto posibilitada por las nuevas técnicas propias de la Genómica (la ciencia de lo que puede pasar) que intenta descubrir cuáles son nuestros genes (unos 25.000) y su función, si estuviesen activos; la Transcriptómica (la ciencia de lo que parece está ocurriendo) ya que pretende conocer como la información de nuestros genes finaliza produciendo unas determinadas proteínas, enzimas e, incluso, ciertos ácidos ribonucleicos; la Proteómica (la ciencia de lo que hace que ocurra) que procura estudiar la compleja función que tiene cada una de los centenares de miles de proteínas que poseemos en los diferentes órganos y tejidos a lo largo de la vida o la Metabolómica (la ciencia de lo que ha ocurrido y está ocurriendo), que investiga el estado de todos nuestros metabolitos, como son los azúcares, grasas y otras moléculas no proteínicas, en un amplio espectro de muestras biológicas (suero, plasma, orina, tejidos, extractos celulares). Esta información puede resultar fundamental para la comprensión de las rutas metabólicas.
 
El resultado total de todo ello es que nuestro genotipo individual sirve de base inicial para ser modulado por otros condicionamientos que están ligados con diversas señales exteriores que nos llegan, como son la nutrición, las ambientales, el estrés, etc. y dan lugar a una consecuencia final a la que denominamos el fenotipo,

EPIGENÓMICA
De las modificaciones epigenómicas ya nos hemos ocupado en esta sección en varias ocasiones tanto por su novedad como la enorme participación que tienen en el fenotipo de una persona desde que nace, hasta que muere o cuando enferma y envejece. Consisten en mecanismos externos al propio individuo que actúan sobre su genoma. No modifican la secuencia de los genes e, incluso, esa actuación suele  tener lugar en lugares no informativos del genoma donde la secuencia no codifica para proteínas. Tales acciones si afectan y muy importantemente a lugares relacionados con la regulación del genoma y la expresión o no de los genes individuales y, con ello, la expresión del fenotipo. Los efectos moleculares mediante los que ocasionan sus efectos son diversos: añadir o quitar ciertos grupos funcionales químicos (sobre todo metilos) a las bases o unidades constitutivas del ADN; lo mismo, pero en los aminoácidos constituyentes de las proteínas (histonas) que conforman la cromatina del genoma; afectar a la unión ADN-histona, etc. Y lo importante es que las modificaciones producidas pueden transmitirse se dividen las células en los órganos y tejidos pero también a las siguientes generaciones por reproducción sexual.

En términos prácticos ello significa que acciones ambientales como el estrés, el cariño, el ambiente socioeconómico, los contaminantes, la nutrición, el alcohol, el tabaco, etc. pueden afectar importantemente todos los aspecto relacionados con nuestra fisiología y nuestra patología (desarrollo, tendencia a enfermedades, inteligencia, envejecimiento, etc.).

Para simplificar restrinjamos este comentario a las interacciones entre los nutrientes y a los genes.

NUTRIGENÓMICA y NUTRIEPIGENÓMICA 
El término nutrigenómica se usó por primera vez en 1999 con otro sentido al del actual que consiste en definirla como la disciplina que estudia los mecanismos moleculares que explican la distinta respuesta fenotípica a la dieta en función del genotipo. Por ejemplo, aclarar como el consumo de ciertos nutrientes puede afectar al polimorfismo, sobre todo de los SNP (polimorfismos simples de nucleótidos, que pueden contarse por millones) de los genes relacionados con ciertas patologías. Un campo muy prometedor es el relacionado con la prevención nutricional de las enfermedades cardiovasculares. El objetivo práctico en este campo es el proyecto de conseguir la construcción un banco de de datos fenotípicos Nutricionales, el  dbNP (iniciales de su nombre anglosajón)

La confluencia entre Nutrición, Epigenética y las demás disciplinas `ómicas´ nos lleva a la Nutriepigenómica. ¿Qué distingue a la Nutrigenómica y la Nutriepigenómica?. La primera relaciona los nutrientes y sus efectos con las variaciones del genoma que radican fundamentalmente en las diferencias de polimorfismos simples de nucleótidos, SNP, lo que significa existencia de mutaciones y de cambios de una bases por otras. La Nutriepigenómica se refiere fundamentalmente al pael de los nutrientes o de su carencia produciendo cambios sutiles epigenéticos en el genoma que no implican mutaciones sino variaciones en patrones de regulación y control de los genes.

Así, se ha demostrado que los cambios epigenéticos en los progenitores antes del nacimiento y en los individuos, tras el nacimiento,  pueden modular la tendencia a la obesidad. Investigadores de la Universidad de Navarra han investigado las causas moleculares de ello, entre las que se encuentran la regulación de la síntesis de la hormona leptina o del gen TNF-alfa. La novedad de estas investigaciones es clara, ya que una búsqueda en el banco mundial de publicaciones científicas pubmed nos muestra que bajo el epígrafe `dieta y epigenética´ en el año 2007 hubo 0 publicaciones mientras que en el año 2010 las investigaciones publicadas fueron 350.

Entre los investigadores en este campo y en de la Nutrigenómica abundan los españoles. Citaremos alguno de ellos. El primero y más conocido es el profesor José María Ordovás Muñoz (Zaragoza, 1956), director del Laboratorio de Nutrición y Genómica del Human Nutrition Research Center on Aging (HNRCA) de la Universidad de Tufts, en Boston (Massachusetts) y catedrático de Nutrición y Genética de la Escuela de Medicina y Nutrición de esa Universidad. El segundo, el del catedrático de Nutrición de la Universidad de Navarra, profesor J. Alfredo Martínez, cuyas investigaciones sobre obesidad ocupan, en productividad científica, el segundo puesto mundial. El tercero, el prometedor grupo iniciado por la catedrática Marta Garaulet en la Universidad de Murcia.