DR EDUARDO DÍAZ LEYTON

NUTRIGENÓMICA Y OBESIDADDR. EDUARDO DÍAZ LEYTON

Nutrigenómica• Disciplina que estudia interacción entregenes y nutrientes• Nace de la integración de la BiologíaMolecular en la investigación nutricionaltradicional

El conocimiento de la variabilidad de losgenes relacionados con las enfermedadeses fundamental para explicar la respuestafenotípica de cada individuo a la alimentaciónLa Nutrigenómica establece las bases queorientan al diseño de “dietas” personalizadaspara una mejor Prevención y tratamiento

Una personadifiere de otraen su secuenciade ADN cada1200 bases:responsable delas variacionesfenotípicasinterindividuales

Una personadifiere de otraen su secuenciade ADN cada1200 bases

DEFINICIÓNNUTRIGENÓMICA:Estudia las bases moleculares de la interacción entre loscomponentes de la dieta (nutrientes y fitoquímicos), sobre latranscripción, traducción y metabolismoEl estudio del genoma humano ha alcanzado grandesavances en la interrelación entre la susceptibilidadgenética individual y los factores ambientales, en especiallos alimentos

NUTRIGENÓMICAEL AMBIENTE MODULA LA EXPRESIONDE NUESTROS GENESMAPAS GENÉTICOS DE OBESIDADGEN – NUTRIENTE = ENFERMEDAD(Fenilketonuria, galactosemia)

Fenilketonuria

FenilketonuriaDéficit de fenilalanina hidroxilasa:Retardo mentalsevero,olor a ratón (ácido fenilacético)

GalactosemiaDéficit de galactosa1fosfatouridiltransferasa

Existen más de 600 genes involucrados enla obesidad, principalmente en los cromosomas4 – 10 – 20 y el mayor número de estudiosson los relacionados con:El metabolismo energéticoLa adipogénesisLa señalización celular

NUTRIGENOMICASe refiere al accionar de losnutrientes sobre la regulación de laexpresión genética .- La nutriciónpuede modular la expresión de losgenesNUTRIGENETICASe refiere a la respuesta de laestructura genética particular delindividuo a ciertos nutrientes

TRÍADA LETAL:DIETA LIPIDOS CORAZONA.Keys . U. de MinessotaSE HA EXTENDIDOA TODOS LOS NUTRIENTES

PREVENCION E C V2015: 20.OOO.000 DE MUERTES(OMS)

La prevalencia de obesidad y de enfermedadescardiovasculares se encuentra en estrecha relacióncon la alimentación. Ej.:Grasas poliinsaturadas:

Transición Epidemiológica:Es el cambio en las principales causas de mortalidadCambian según la realidad socioeconómicaLigada al estilo de vida y al poder adquisitivoTransición Nutricional :Es el cambio en la alimentación que se produce con loscambios del poder adquisitivo que llevan a una dietamás opulenta , hipercalórica

NUTRIGENÓMICA Y ENFERMEDADFENOTIPOS FINALES:Corresponden al propio evento en sí mismo:infarto, obesidad, diabetesFENOTIPOS INTERMEDIOS:Corresponden al valor de indicadores, marcadoreso factores relacionados con la enfermedad, quese manifiestan antes que el propio evento.Entregan información para la PREVENCIÓN

FENOTIPOS INTERMEDIOS:Medidas antropométricas :Peso, Talla, Indice Cintura, % Masa Grasa,Presión ArterialColesterol total, HDL, LDL, Glicemia, Insulina,Homocisteína, PCR y marcadores inflamatorios,marcadores de estrés oxidativo, de coagulación ydisfunción endotelial

EVOLUCIÓN HUMANA

EVOLUCIÓN HUMANAEs el resultado de millones de años deevolución biológica codificada en los genes pormúltiples mecanismos adaptativosSelección de alelos que favorecen la supervivenciade individuos en las condicionesnutricionales existentes en cada momento

Dotación genética humana tiene gran eficiencia en acumulación de grasa en períodos deabundancia = enorme facilidad para engordarFavoreció la supervivencia en períodos deescasez permanente con alta necesidad deesfuerzo físico para conseguir alimentosLa etapa preagrícola fue fundamental en eldesarrollo del genoma humanoGran diversidad de prevalencias de lasvariantes génicas

Genotipo ahorrador:Poseen variantes genéticas más ahorradorasde energía y que sobreviven con cantidadesmínimas de nutrientes (James Neel . U de Minessota, 1962)En época de abundancia pierde armonía conel ambiente y se hacen dañinos:Obesidad,DMExplica porqué unas personas comen muchoy no engordan ….(¡¡RAZA MALDITA!!)

Fenotipo ahorrador:En condiciones de desnutrición fetal y reciénnacido, es el resultado de varias estrategias ycambios metabólicos que maximizan lasoportunidades de desarrollo postnatal en épocasde escasez, pero en etapa de una nutrición adecuadapor tiempo prolongado aumenta el riesgode obesidad, diabetes, hipertensión , hipercolesterolemia(D.J.Barker y C.N.Hales , Hospital Addenbrooke,Cambridge, 1992)Ej.: Asia,Holanda

PROGRAMADOS GENÉTICAMENTEPARA PROTEGERNOS DE LA ESCASEZ ,PERO NO DE LA ABUNDANCIA

UNA MISMA ALIMENTACIÓNEJERCE EFECTOS DISTINTOSEN LAS DIFERENTES PERSONAS

CRAIG VENTER:Obtiene el primerADN completoartificial de unaespecie libre:Mycoplasma genitalium

Proyecto Genoma Humano:Francis Collins

Interacción Gen AmbienteHipercolesterolemia FamiliarTrastorno monogénico del gen que codifica el receptor de LDLLouis Rene Lecanou 1829 colesterol en yema de huevo1838 colesterol en sangre humana (U.de París)J.Vogel 1847 colesterol en placas de ateroma en cadáverAnitschkow y Chalatow 1913 San Petersburgo placas degrasa en conejosJ.W Gofman 1950. U de California, Berkeley separación delipoproteínas plasmáticas , relación con dieta y enfermedad c.v.Estudio Framingham 1948 Massachusetts:“factor de riesgo c.v.”A.Keys y Fco. Grande Covian 1965 Tríada dieta,lípidos,corazonEstudio de los siete Paises

Variantes de un mismo GenLas variantes de un mismo gen más estudiadasson los polimorfismos de un solo nucleótido NSP:Los Polimorfismos son lugares del ADN donde frecuentemente difieren las secuencias en distintosindividuos ( 1 % de la población al menos )Descritas mas de 10.000.000 en genoma humanoSon mecanismos de adaptación al entorno de laevolución humana y condicionan la diversidadpoblacionalVariación 677C>T de gen 5-10 MTHFR

Genómica Funcional:Está constituída por la Transcriptómica , laProteómica y la MetabolómicaEpistasiaInteracción gen - gen

Transcriptoma:Colección completa de tránscritos de ARN,producido T por el ADN de un genomaProteoma:Conjunto total de proteínas derivadas de untranscriptoma, incluyendo sus ulterioresmodificacionesMetaboloma:Suma total de metabolitos exógenos y endógenonos

PPARGUCP1GNB3LEPLEPRADIPOQHTR2CNR3C1MCR4POMCUCP1UCP2UCP3ADRB3ADRB2FTOTBC1D1

Interacciones gen - nutriente• Variaciones genéticas y necesidades denutrientes• Interacciones directas nutriente-gen• Interacciones epigenéticas

Regulación Epigenética y DesarrolloLa modificación en la disponibilidad de gruposMetilo a través de la alimentación puededeterminar cambios en la metilación de genes,la modificación de su expresión y transformacionesen el fenotipo, especialmente duranteel desarrollo fetal y ciertos períodos críticos deldesarrollo

Cambios Epigenéticos:Son cambios en la expresión genética de unindividuo sin modificar la secuencia del ADNa través de la metilación del ADN y de laacetilación y metilación de histonas.Los patrones de modulación de la expresióngénica ( represión o expresión) mantenidos enforma estable a lo largo del tiempo e inclusocon capacidad de transmisión transgeneracional,constituyen el EPIGENOMA

• Histonas: Proteinas responsables delempaquetamiento del ADN• Forman parte de casi la mitad de la masade la cromatina: H1,H2A,H2B,H3 Y H4• ADN Humano : 16-82 cm. 1.3 – 10

INTERACCIÓN GEN - AMBIENTE•Determinismo genéticoNo existe interacción entre el genoma y losfactores ambientales: desarrollarán enfermedad•Interacción gen – ambienteSí existe interacción entre el genoma y elambiente: no desarrollarán enfermedadnecesariamente ; variación 677C>T

Variaciones Genéticas•Ácidos grasos poliinsaturados & Reducción de triglicéridos• Los receptores PPAR regulan más de 300 genesrelacionados con el metabolismo lipídico y oxidaciónde ácidos grasos : ejemplo de SNP: gen del PPARªPPARALeu162VAL :CT, LDL y APOBHDL, homocigota para alelo G de APOA1

Polimorfismo de un solo NucleótidoEl gen APOA1 (HDL) es altamente polimórficoAPOA1- 75 GADetermina un incremento en lasconcentraciones de HDL en mujeres

CLA cis - 9, trans – 11, isómero natural enLeche y carne de rumiantes parece teneracciones antiinflamatorias en tejido adiposoy promover un aumento de la sensibilidad ala insulina

Leptina e imprinting (programación) nutricionalLa leptina pudiera regular en período natalprecoz las células beta pancreáticas; inyecciónsubcutánea revierte la programaciónmetabólica fetal a un fenotipo normal en edadadulta.En humanos correlación negativa entre IMC alos 2 años y concentración de leptina en laleche materna de madres no obesas:menorprevalencia de obesidad en edad adulta delactantes amamantados con leche materna

• La expresión de las UCP es sensible adiversos factores nutricionales:ácido retinoico (forma acídica de Vit A) :UCP1-2Reduce la adiposidadbeta caroteno :UCP1PUFA¨: isómeros del ácido linoleico conjugado (CLA)

ConclusionesCambios en el conocimiento teórico y práctico dela nutriciónRedNUGO:European Nutrigenomic Organization:Proyectos para prevenir y revertir programacióntemprana adversa y la mejoría de las fórmulasde leche adaptada (EARNST)Estudios Poblacionales para determinar relaciónentre susceptibilidad genética, nutrientes yobesidad (NUGENOB)

conclusiones• Modular la expresión genética mediantemodificaciones nutricionales evitandoenfermedades y mejorar calidad de vida ytransmitirla adescendencia(regulaciónepigenética)• Prevención y tratamiento de Obesidad, DM2y enfermedades cardiovasculares( genómicafuncional)Diseño de alimentos funcionales “ personalizados”

“A cada enfermo prescribiré suDIETAE “ ( S .V a.c)