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Nutrigen mics Nutrigenómica, nutrigenética y nutracéuticos...

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Presentación del tema: "Nutrigen mics Nutrigenómica, nutrigenética y nutracéuticos..."— Transcripción de la presentación:

1 Nutrigen mics Nutrigenómica, nutrigenética y nutracéuticos...
... una nueva aproximación a la biología de sistemas Nutrigenómica, nutrigenética y nutracéuticos... ... una nueva aproximación a la biología de sistemas Idea conferencia John Milles del NCI add 2007 (WashingtonDC) Jessica Fernández MASTER GP-2007

2 Futuro: la promesa de la nutrigenómica Bibliografia
Contenido: Conceptos previos Introducción Actualidad Futuro: la promesa de la nutrigenómica Bibliografia Conceptos previos Introducción Actualidad Futuro: la promesa de la nutrigenómica Bibliografia

3 1. CONCEPTOS PREVIOS Nutrigenómica: El uso de las técnicas “omics” para el estudio de la interacción de los nutrientes con el genoma, los cambios proteonómicos y metabolómicos que ocasionan y su relación con la salud y la enfermedad. Nutrigenética: Sub-disciplina de la nutrigenómica referida a la asociación de variantes génicas y factores de riesgo a enfermedades (nivel de colesterol, glucosa, ...) que son influenciados por determinados nutrientes (como las grasas saturadas). Nutracéuticos: Uno de los objetivos de la nutrigenómica es el uso de los nutrientes más compatibles con nuestro genoma particular como “fármacos preventivos” o “nutracéuticos”, así como el desarrollo de suplementos dietéticos específicos. Nutrigenómica: El uso de las técnicas “omics” para el estudio de la interacción de los nutrientes con el genoma, los cambios proteonómicos y metabolómicos que ocasionan y su relación con la salud y la enfermedad. Nutrigenética: Sub-disciplina de la nutrigenómica referida a la asociación de variantes génicas y factores de riesgo a enfermedades (nivel de colesterol, glucosa, ...) que son influenciados por determinados nutrientes (como las grasas saturadas). Nutracéuticos: Uno de los objetivos de la nutrigenómica es el uso de los nutrientes más compatibles con nuestro genoma particular como “fármacos preventivos” o “nutracéuticos”, así como el desarrollo de suplementos dietéticos específicos.

4 Salud-dieta: el resultado de esta interacción es la NUTRICIÓN.
Annu. Rev. Nutr :499–522 Salud-dieta: el resultado de esta interacción es la NUTRICIÓN. También se puede definir la NUTRIGENÓMICA como la intersección de tres áreas (salud, dieta y genómica), según muestra este diagrama de Venn. El resultado de la interacción entre Salud-dieta es la NUTRICIÓN. Evidencias de la interacción entre Dieta-genómica es el hecho de que dietas inapropiadas son factores de riesgo que predisponen a determinadas enfermedades. Este campo engloba el estudio de los cambios producidos a nivel de proteína, metabolismo y epigenética debido a la interacción gen-nutriente. El estudio por microarrays permite ver la expresión diferencial de genes de forma dosis-dependiente según la interacción con nutrientes, en este caso. La tercera intersección es entre Salud-genómica: el objetivo aquí es la identificación de marcadores de envejecimiento, predisposición a enfermedades, ... No hay que olvidar que este diagrama de Venn se engloba en otro a su vez mayor donde habría que tener en cuenta el contexto social o cultural, ya que los hábitos alimenticios de la población dependen de la disponibilidad de los diferentes alimentos según la población y de aspectos culturales. Dieta-genómica: Las dietas inapropiadas son factores de riesgo que predisponen a determinadas enfermedades. Salud-genómica: identificación de marcadores de envejecimiento, predisposición a enfermedades, ...

5 Nutrición DNA RNA proteina metabolitos FENOTIPO componentes bioactivos
Nutrientes esenciales  Ca, Se, folatos, Zn... Nutrientes NO esenciales: phytochemicals (carotenos, flavonoides ,...) zoochemicals (CLA, omega-3 (EPA, DHA),... funghichemicals (componentes setas) bacteriochemicals (fermentos, ...) componentes bioactivos nutrigenética epigenética nutricional transcriptómica DNA RNA proteina metabolitos FENOTIPO proteómica metabolómica NUTRIGENÓMICA Los nutrientes los clasificamos como ESENCIALES o NO ESENCIALES. Los ESENCIALES son bien conocidos (Calcio, selenio, ...) pero son precisamente los NO ESENCIALES los que dan más juegos al estudio de la nutrigenómica. Aquí encontramos moléculas que provienen de plantas (fitoquímicos), de animales (zooquímicos), de hongos (funguiquímicos) y de bacterias (bacterioquímicos). En todos estos compuestos suele haber componentes BIOACTIVOS que se estudian mediante NUTRIGENÓMICA. Como vemos, el estudio a nivel de DNA se le llama nutrigénetica, pero a nivel de RNA tb se estudia la epigenética y la transcriptómica nutricionales. Cuando llegamos a proteína interviene la PROTEÓMICA y seguimos estudiando los metabolitos generados a partir de estos componentes bioactivos con la METABOLÓMICA.

6 El Proyecto Genoma Humano (2001) y el HapMap (2005) han aportado
2. INTRODUCCIÓN El Proyecto Genoma Humano (2001) y el HapMap (2005) han aportado las herramientas y la información necesarias para entender la interacción gen-nutriente. El proyecto Genoma Humano y el HapMap han aportado las herramientas clave y la informacion necesaria para entender como los nutrientes pueden alterar la expresión genética de cada persona y para averiguar que diferencias moleculares nos hacen diferentes al metabolizar los nutrientes. Este campo ha aumentado considerablemente en los últimos 6 años. Los primeros estudios sobre nutrigenómica empiezan en (como proyectos individuales de diferentes labs). En este dibujo vemos la representación de las diferentes omics implicadas y como la bioinformática supone la base de todo esto.

7 1990 – Estudio de genes concretos en procesos determinados.
Cambio de paradigma: 1990 – Estudio de genes concretos en procesos determinados. Lo desconocido no importa. 2000 – Las interacciones ahora se entienden a gran escala: genoma, metaboloma, conjunto de procesos biológicos, redes de señalización… Todo interacciona entre sí. Desde el Proyecto Genoma Humano la comunidad científica ha vivido un cambio de paradigma importante: Como se intenta representar en esta viñeta: 1990 – Estudio de genes concretos en procesos determinados. Lo desconocido no importa. 2000 – Las interacciones ahora se entienden a gran escala: genoma, metaboloma, conjunto de procesos biológicos, redes de señalización… Todo interacciona entre sí.

8 SNPs  6 millones en genoma humano
Los SNPs son la principal fuente de variación genética. Los diferentes polimorfismos para un mismo gen pueden comportarse de forma distinta ante la interacción con un nutriente. Si existen 6 millones de SNPs en nuestro genoma, imaginad la cantidad de interacciones que nos pueden llegar a diferenciar!!! Los SNPs son la principal fuente de variación genética asociada a los diferentes efectos de la interacción gen-ambiente (nutricional, …) SNPs  6 millones en genoma humano

9 3. ACTUALIDAD Nutraceuticals:
Uno de los sectores más afectados por este auge de la nutrignómica es la industria alimentaria. Cada vez son más las empresas que enriquecen sus productos con suplementos dietéticos para regular el colesterol, prevenir enfermedades cardiovasculares, regular la producción de insulina, etc. Como vemos en esta diapo, los más abundantes son los lácteos enriquecidos con aceite de pescado rico en ácidos grasos omega3 como el EPA (ácido eicosapentanoico) y el DHA (ácido docosahexanoico), pero también los hay con ácido fólico, bifidus, probióticos, isoflavonas,…

10 Nutriente-enfermedad: Variante génica-enfermedad:
Isoflavonas (genisteína)  mitiga síndrome post-menopusa Lunasina (prot)  reduce riesgo de cáncer Omega-3 y omega-6  amplía la secreción de insulina inducida por glucosa ApoE4  predisposición a enfer- medades cardíacas ApoA1  niveles altos de coles- terol HDL debido a PUFAs. LPL  enfermedades coronarias PPARγ  adipogenesis, obesidad Beneficios del EPA y del DHA: DIETA: - Prevención de enfermedades cardiovasculares - Mejora niveles de colesterol y triglicéridos en sangre - Regula la presión arterial - Prevención del cáncer de mama, próstata y cólon SUPLEMENTO: - Mejora las defensas y disminuye el riesgo de metástasis en personas con cáncer - Mejora la función pulmonar en enfermedades respiratorias - Mejoran los síntomas de enfermedades inflamatorias como la artritis En la primera tabla vemos la diana de determinados nutrientes, mientras que en el segundo cuadro vemos la relación que hay entre algunas variantes genéticas y a predisposición a enfermedades. Beneficios del EPA y DHA Su consumo en cantidades adecuadas dentro del contexto de dieta equilibrada se sabe que ayuda a prevenir las enfermedades cardiovasculares -mejora los niveles de colesterol y triglicéridos en sangre y las cifras de presión arterial-, así como ciertos cánceres como el de mama, próstata y colon. Por otro lado, también se han constatado beneficios mediante el uso de complementos bajo prescripción facultativa. En concreto, en personas ya afectadas de cáncer, mejora las defensas y se reduce el riesgo de metástasis -extensión del tumor a otros tejidos u órganos-, en enfermedades respiratorias -mejora la función pulmonar-, y así mismo, se observa una mejoría de los síntomas en enfermedades inflamatorias como la artritis

11 Ventajas con las que se encuentra la nutrigenómica:
Mucho más informativo que los estudios de interacciones sencillas Menor variabilidad que modelos animales (el problema de la equivalencia de dosis en el animal de experimentación y en humanos) -Alteraciones en la distribución del nutriente pueden enmascarar su efecto real. -Trabajo a gran-escala: valoración 1 nutriente con todos los genes. -Permite estudiar a la vez un proceso con 2 variantes: ambiente y genes. Objetivo  comer según nuestro genoma haciendo medicina preventiva Dificultades con las que se encuentra la nutrigenómica: Extensa variedad de nutrientes Variación en los alimentos según la temporada Elaboración y formas de cocinar los alimentos, muy dependientes de etnias, culturas y creencias religiosas. -Estatus socio-económico y accesibilidad a los alimentos. -Estado de salud según la edad -Life-style pesonal -Background genético -Enfermedades complejas multifactoriales Aqui vemos las ventajas y dificultades con las que cuenta la nutrigenómica: VENTAJAS: - Mucho más informativo que los estudios de interacciones sencillas - Menor variabilidad que modelos animales (el problema de la equivalencia de dosis en el animal de experimentación y en humanos) -Alteraciones en la distribución del nutriente pueden enmascarar su efecto real. -Trabajo a gran-escala: valoración 1 nutriente con todos los genes. -Permite estudiar a la vez un proceso con 2 variantes: ambiente y genes. DIFICULTADES: -Extensa variedad de nutrientes -Variación en los alimentos según la temporada -Elaboración y formas de cocinar los alimentos, muy dependientes de etnias, culturas y creencias religiosas. -Estatus socio-económico y accesibilidad a los alimentos. -Estado de salud según la edad -Life-style pesonal -Background genético -Enfermedades complejas multifactoriales No hay que olvidar que el objetivo sería acabar llevando la dieta que más le va a nuestro genoma, utilizando nuestros hábitos alimenticios como medicina preventiva individualizada.

12 4. FUTURO: LA PROMESA Hoy en día se conocen algunas enfermedades causadas directamente por la influencia de la dieta en función de algunos defectos genéticos. La promesa de la nutrigenómica es elucidar los ¾ del iceberg sumergido y proporcionar a cada persona su perfil genético y su “libro de cocina genético”. Hoy en día se conocen algunas enfermedades causadas directamente por la influencia de la dieta en función de algunos defectos genéticos. La promesa de la nutrigenómica es elucidar los ¾ del iceberg sumergido y proporcionar a cada persona su perfil genético y su “libro de cocina genético”. Vol. 19 October 2005 The FASEB Journal MUTCH ET AL.

13 Programas de nutrigenómica que se están llevando a cabo
en la actualidad Actualmente se están llevando a cabo múltiples proyectos de investigación en este campo. En esta tabla se muestran una minoría de proyectos monocéntricos, es decir, propios de un equipo de investigación sin colaboración con otros centros. Clin Chem Lab Med 2007;45(3):279–

14 Tendencia a la creación de centros multi-institucionales y multidisciplinares:
Hay una clara tendencia a trabajar en proyectos cada vez más ambiciosos, en los que participan profesionales de distintos campos (multidisciplinar). Clin Chem Lab Med 2007;45(3):279–

15 De todos estos centros quiero destacar el NCMHD, que se fundó a partir de una donación del NIH y que no sólo coordina un montón de proyectos de investigación en este campo sinó que realizan una labor educativa de la población en este sentido, haciendo difusión en su página web de los logros de la nutrigenómica. Clin Chem Lab Med 2007;45(3):279– NCMHD Center of excellence in nutritional genomics (Univ. California, Davis)

16 Nutrientes y expresión génica. Metabolomics y salud.
Mecanismos moleculares de regula-ción de la longevidad y restricción calórica. -Polifenoles del té verde y péptidos de la soja y su rol quimiopreventivo. -Nutrición materna y expresión génica fetal. -Susceptibilidad genética a las aminas heterocíclicas de los alimentos cocinados. -Bioinformatica y biocomputación en Nutrigenómica. Miembros de este centro NCMHD son los creadores de este primer libro sobre Genómica Nutricional. Contenidos: -Nutrientes y expresión génica. -Metabolomics y salud. -Mecanismos moleculares de regula-ción de la longevidad y restricción calórica. -Polifenoles del té verde y péptidos de la soja y su rol quimiopreventivo. -Nutrición materna y expresión génica fetal. -Susceptibilidad genética a las aminas heterocíclicas de los alimentos cocinados. -Bioinformatica y biocomputación en Nutrigenómica.

17 Para acabar quería mostrar este trabajo ya que es único en su campo
Para acabar quería mostrar este trabajo ya que es único en su campo. Este paper analiza la nutrigenómica Drosophila debido a su similitud en el sistema de transporte de lípidos con el humano. Es un ejemplo de lo que podemos llegar a descifrar con esta nueva aproximación y representa uno de los primeros pasos de la era post-genómica.

18 5. BIBLIOGRAFIA Nutrigenomics – 2006 update
Jim Kaput. Clin Chem Lab Med 2007;45(3):279– Nutrigenomics and nutrigenetics Mutch et al. The FASEB Journal, vol 19 october 2005 -Drosophila nutrigenomics can provide clues to human gene-nutrient interactions. Ruden et al. Annu. Rev. Nutr :499–522 -OMICS-driven biomarker discovery in nutrition and health. M.Kussmann et al. Journal of Biotechnology 124 (2006) -Eating according to your genome Technical reports webpage. January 31, 2006 -Your genomic diet Technical reports webpage. August, 2005 -


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