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El objetivo de la genómica nutricional es prevenir y/o curar enfermedades a través de la nutrición personalizada. Este concepto se sustenta en el estudio de la interacción genes-nutrientes desde dos campos de actuación bien diferenciados. La nutrigenómica, que estudia cómo los nutrientes que se incorporan con la dieta y estilo de vida, influyen en la expresión génica; y la nutrigenética, que estudia la distinta respuesta fenotípica a la dieta y estilo de vida, según la variante genética de cada individuo. La finalidad de este artículo es profundizar en el estudio de la nutrigenética. Esta plantea un nuevo paradigma alimentario, al ofrecer la posibilidad de individualizar la alimentación en función del genotipo.
Desde hace años es conocida la existencia de una distinta respuesta inter-individual a la misma dieta. Aunque los factores implicados no eran conocidos, se hipotetizaba una importante modulación genética. Recientemente, los nuevos conocimientos derivados de la secuenciación del genoma humano y los grandes avances en técnicas moleculares de alta resolución han posibilitado su entendimiento y el auge de la Nutrición molecular.
Conceptos clave
Cada célula del cuerpo posee dos copias completas del genoma (una heredada del padre y otra de la madre). Excepto claro, las reproductoras o gametos que portan una única copia. Cada una de las copias contiene aprox. 3000 millones de nucleótidos ((A, T, C o G), formando parte de una molécula química, el ADN. Este se compacta y reparte en 24 cromosomas diferentes (22 autosomas y 2 sexuales).
En total, cada célula humana diploide contiene 23 pares de cromosomas (22 autosomas y 1 par sexual), mientras que los gametos contienen 23 cromosomas. La información genética se almacena en unidades llamadas genes. Solo un 2% de estos genes codifican proteínas funcionales, es el llamado ADN codificante o exoma. El 98% del ADN es no codificante y realiza funciones reguladora, estructural y probablemente alguna otra que de momento desconocemos.
El genoma no es igual en todos los seres humanos, y estas diferencias, aunque se concentran mayoritariamente en la parte del genoma no codificante, se dan también con cierta frecuencia en el ADN codificante, expresando proteínas diferentes que reflejan un metabolismo celular individual y que es en parte responsable de la diferencia en el estado de salud de las personas.
Esta diferencia expresa un riesgo genético individual a desarrollar una enfermedad y es la base de la nutrición personalizada, cuyo fin es optimizar el rendimiento metabólico. La secuenciación del genoma completo, aunque es ya una realidad, sigue siendo compleja y cara, por lo que se han desarrollado una batería de marcadores genéticos asociados a cambios genéticos responsables de enfermedades, los cuales permiten identificar la variante genética y rastrear la manera en que pasa de una generación a la siguiente.
Los biomarcadores
Estos biomarcadores para que constituyan una herramienta útil de apoyo al diagnóstico, han de cumplir algunos criterios de eficacia y validez:
- Localización determinada y precisa en gen candidato: El gen se describe como candidato debido a que se encuentra en una región cromosómica específica relacionada con la enfermedad o a la posibilidad de que el producto proteínico sea la causa de la enfermedad.
- Coherencia con el problema de salud o proceso evaluado: Esta asociación se determina en estudios llamados análisis de genes candidatos. Los mismos permiten analizar los efectos de las variantes de un gen candidato en los miembros de una familia afectada. Así pues, en casos y controles no relacionados. El análisis de genes candidatos es útil para determinar rápidamente la relación de una variante genética con una enfermedad.
- Presencia fácilmente detectable: Su uso supone un método práctico y asequible para valorar el riesgo genético a muchas enfermedades.
- Poder diagnóstico: Es necesario considerar si ese marcador único tiene un poder de diagnóstico tan grande como para considerarlo por sí solo o si hay que considerar otros marcadores, que es lo habitual.
Una característica importante es que son polimórficos, lo que significa que pueden presentar diferentes variantes, denominadas alelos. En ocasiones, el efecto producido por estas variantes es aditivo por lo que se ha de tener en cuenta si la asociación se detecta en estado homo o heterocigoto. También puede ocurrir que, al considerar varios marcadores, su efecto sea contradictorio, por lo que siempre hay que realizar una interpretación holística y personalizada. - Generar biomarcadores de respuesta: Permiten conocer con antelación a la intervención dietética, el posible éxito de la misma.
Marcadores genéticos
Los marcadores genéticos más utilizados son polimorfismos o secuencias de ADN corto. Por lo tanto, los polimorfismos son variantes genéticas de un gen (al menos dos) que ocurren con frecuencia significativa (al menos en el 1% de la población). Según el tipo de cambio que producen en la secuencia de ADN se clasifican en dos grupos:
- Inserciones, deleciones y repeticiones: consisten en la adición o sustracción de nucleótidos en una determinada posición del genoma. También puede ocurrir que se inserte una secuencia corta varias veces en la misma posición, en este caso se denomina repetición. Estas pueden ser en Tandem (pocas repeticiones de bloques grandes) o microsatélites (muchas repeticiones de bloques pequeños).
- Cambios en la secuencia de bases: denominados polimorfismos de un solo nucleótido o SNP (Single Nucleotide Polymorphism). Suponen el cambio de un nucleótido por otro diferente (A, T, C o G) en la secuencia del genoma. Son los marcadores más comunes y utilizados, actualmente hay identificados más de 3 millones, se encuentran en frecuencias de más de 1% de la población general y son los responsables de una gran mayoría de diferencias fenotípicas individuales. Los SNP se numeran para identificarlos mediante un número de orden antecedido por las letras rs (reference SNP).
Predisposición genética a enfermedad
La predisposición a enfermedad viene determinada por mutaciones en los genes. Estos cambios se generan espontáneamente en un individuo y luego aumentan su frecuencia en la población general al transmitirse a la descendencia. Se distinguen dos patrones de herencia bien diferenciados:
- • Enfermedades de herencia monogénica: Una única mutación genética es responsable directa de la enfermedad al codificar una proteína anómala incapaz de realizar su función correctamente. Siguen las leyes mendelianas según un patrón de herencia dominante, recesivo o ligado al sexo.
- Enfermedades de herencia multifactorial: Causadas por el efecto conjunto de varios genes (poligénicas) y la influencia de factores ambientales concretos. Los efectos son aditivos (a mayor número de cambios, mayor predisposición a enfermedad). Su estudio es matemático y complejo.
Las enfermedades comunes son multifactoriales. Los genes involucrados son pleomórficos, es decir, existen varios alelos posibles en el mismo locus (cada individuo tiene solo dos y la trasmisión sigue patrón de herencia monogénica). En este modelo los alelos de riesgo son menos deterministas, y el hecho de presentar una o dos copias de la variante de riesgo influye en la predisposición a desarrollar la enfermedad.
Hay que señalar que los efectos no siempre son negativos, sino que a veces tienen un efecto protector, ya sea directo, o bajo condiciones ambientales concretas. Esta circunstancia puede ser aprovechada para diseñar una estrategia eficaz que propicie tales condiciones favorables a fin de modular el riesgo genético. El riesgo a enfermedad se calcula de manera probabilística y refleja la contribución individual de cada una de las variantes alélicas identificadas.
Las variantes asociadas a cada enfermedad se determinan mediante un estudio de asociación genética en genes candidatos. Se analizan miles de variantes genéticas para cada enfermedad.
La importancia de nutrición en el deporte
La nutrición juega un papel crucial dentro de la estructuración de un estilo de vida adaptado al deporte. La suficiente energía para desarrollar actividades de alta exigencia dependen de una buena alimentación. Por esta razón los profesionales en el deporte deben tener amplio conocimiento en alimentación nutricional, de manera que se convierte esto, en una exigencia para su profesión.
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