Nutrigenómica y Nutrigenética:

¿para cuándo la nutrición a medida?

Dra. María Ángeles Martín Arribas

Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos

y Nutrición (ICTAN-CSIC)

Nutrición: su presente y su futuro vistos desde la investigación

Evolución de la investigación nutricional

Dieta general

Alimentos funcionales

Nutrición personalizada

Ayer Hoy Mañana

Inf

ormación

C

onoc

imient

o Genómica Nutricional

Nutrición - Enfermedad

1890 1930 1970 2010

Deficiencias nutricionales

Escorbuto

Cretinismo

Beriberi

Raquitismo

Pelagra

Obesidad

Diabetes tipo 2

Hipertensión

E. Cardiovasucular Cáncer

Excesos nutricionales

La nutrición óptima

Nutrición adecuada

Nutrición óptima

Investigación Nutricional:

Definir las mejores recomendaciones dietéticas, destinadas a prevenir la enfermedad y

a promover una salud óptima.

Recomendaciones nutricionales

Desequilibrios nutricionales

Excesos

Nivel ideal

Carencias

Alimentos Funcionales Aquellos que confiere una determinada propiedad beneficiosa para la salud, mas allá de sus propiedades puramente nutritivas.

Alimentos Funcionales

Suplementar Eliminar Aumentar Sustituir

Compuestos bioactivos y funcionales

Compuesto Fuente natural Efecto biológico

Omega-3

Mejora la salud visual y el desarrollo cerebral en niños. Regula los niveles de colesterol.

Polifenoles

Reducen el efecto del estrés oxidativo y la inflamación.

Mejora la función intestinal

Fibra Contribuye al desarrollo y

crecimiento de los huesos

Calcio Vitamina D Vitamina C

Regula los niveles de calcio. Mejora la visión. Antioxidante

Declaraciones funcionales y de salud

-Declaración/Alegación

-Científicamente demostrada

Nutricional Reducción de riesgo

de enfermedad

Saludable

Nutraceúticos

Nutraceútico: Es un producto aislado o purificado de alimentos, con un efecto beneficioso sobre la salud y que se presenta en forma dosificada como píldoras, comprimidos, suspensiones, etc.

Cosas que hay que saber

Una persona sana con una dieta equilibrada no necesitaría recurrir a esta categoría de alimentos.

Deben considerarse como un ayuda en casos concretos. Cada alimento funcional tiene sus propios efectos, que tan sólo pueden ser de interés según sus beneficios para una parte de la población.

No curan nada. Pueden ayudar a reducir el riesgo de determinadas enfermedades y sólo si se acompañan de hábitos alimentarios saludables.

Investigación en compuestos bioactivos

Estudios Epidemiológicos

Enfermedad 9608 riesgo ECV Bazzano y col., 2001 Cardiovascular 22071 riesgo ECV Liu y col., 2001 39876 mortalidad por ECV Liu y col., 2000

Cáncer 4999 riesgo cáncer Maynard y col., 2005 345904 riesgo cáncer aerodigestivo Boeing y col., 2006 21852 riesgo cáncer mama Yamamoto y col., 2003

Diabetes 9655 riesgo diabetes Ford y col., 2001

O

Polifenoles

Investigación en compuestos bioactivos

Estudios Epidemiológicos

Estudios in vitro

Nrf2

0 3 6 20 h

Nuclear Nrf2

Cytosolic Nrf2

Nrf2

GPx

GR

GPx

C HTy

GR

GADPH

PI3K/AKT ERKs

p-ERK1/2

0 1 2 3 h

p-AKT

Investigación en compuestos bioactivos

Estudios Epidemiológicos

Estudios de intervención en humanos

Estudios in vitro

Estudios in vivo

Investigación en compuestos bioactivos

Estudios de intervención en humanos

Población de estudio

Control

Intervención Resultado

Resultado

Medida basal Medida final

Comienzo intervención

La revolución genómica

No todos somos iguales

Determinantes de la salud

SALUD

Genómica nutricional: Nutrigenómica y Nutrigenética

Genómica Nutricional Interacción Genes-Nutrientes

Nutrigenética

Nutrigenómica

Nutrientes Genes

Flujo de la información genética

Célula

Cromosomas

ADN

GENES

PROTEINAS

Gen 1 Gen 2 Gen 3

Variabilidad genética

99% Idéntico

0,1% Diferente

GTCATAGCATTATTACAG

CAGTATCGTAATAATGTC

GTCATACCATTATTACAG

CAGTATGGTAATAATGTC

Variación genética

Polimorfismo (SNP)

3000 millones de pares de bases

CC 30%

CT 50%

TT 20%

Gen de la MTHFR

THF (ácido

tetrahidrofolico)

MTHR (metiltetrahidrofolato

reductasa)

Homocisteina

Metionina

X X

GTCATAGCATTATTACAG

CAGTATCGTAATAATGTC

GTCATAGTATTATTACAG

CAGTATCATAATAATGTC

677 C>T

Variante C

Variante T

Interacción gen-dieta

Ac. Fólico

CC CT TT CC CT TT

Hiperhomocisteinemia

Hom

ociste

ina p

lasm

ática

THF (ácido

tetrahidrofolico)

MTHR (metiltetrahidrofolato

reductasa)

Homocisteina

Metionina

Enfermedades monogénicas y poligénicas

Fenilalanina hidroxilasa

Fenilalanina

Tirosina

PKU X

Obesidad Diabetes tipo 2

Hipertensión E. Cardiovasucular

Cáncer

Fenilcetonuria (PKU)

CC 80%

CG + GG 20%

Gen de la Apo A5

ECV Factores de Riesgo Hipercolesterolemia Hipertrigliceridemia Hipertensión Hiperhomocisteinemia Diabetes Obesidad

Reducir la sal Reducir las grasas

Recomendación

GTCATAGGATTATTACAG

CAGTATCCTAATAATGTC

C.56 C>G

GTCATAGCATTATTACAG

CAGTATCGTAATAATGTC

APOA5

Variante C

Variante G

128

130

132

134

136

138

140

142

78

79

80

81

82

83

Interacción gen-dieta

CC CG GG CC CG GG CC CG GG CC CG GG

CC

CG + GG

Dieta con menos del 30% de grasas

Dieta con más del 30% de grasas

Presi

ón a

rteri

al

sist

ólic

a (m

mH

g)

Presi

ón a

rteri

al

dia

stól

ica

(mm

Hg)

Baja en grasas Alta en grasas Baja en grasas Alta en grasas

Mapa de las variantes genéticas

Técnicas -ómicas

Genómica Transcriptómica Proteómica Metabolómica

Aplicación de la genómica nutricional

Prevención secundaria Nivel 2

Prevención primaria Nivel 1

Caso práctico

50 años Antecedentes familiares Menopausia

Osteoporosis

C. Ambiental (zonas soleadas, Nutrición) C. Genético (30 genes asociados)

TEST GENETICO OSTEOPOROSIS: - Receptor estrógenos alfa-1 (ESR1) - Colágeno tipo1 alfa-1 (COL1A1) - Receptor de la vitamina D (VDR)

COL1A1 VDR

Entorno industrial

Entorno industrial

16 genes y 49 polimorfismos: GRUPO 1: Regulación central del balance energético y control de la ingesta. GRUPO 2: Metabolismo de lípidos y regulación termogénica. GRUPO 3: Moléculas relacionadas con el proceso inflamatorio en tejido adiposo. GRUPO 4: Resistencia a la insulina. GRUPO 5: Riesgo de enfermedad cardiovascular en obesidad.

Entorno industrial

Entorno industrial

Ciencia “relativamente joven”

GTCATAGCATTATTACAG

CAGTATCGTAATAATGTC

GTCAAGGATTATTACAG

CAGTTCCTAATAATGTC

Gen FTO

FTO

TT

30%

TA

50%

AA

20%

Variante T

Variante A

Interacción gen-ambiente

22

23

24

25

26

27

28

29

TT TA AA TT TA AA TT TA AA

E. Primarios E. Secundarios E. Universitarios

Índ

ice d

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asa

cor

pora

l (I

MC)

NORMAL

SOBREPESO

OBESIDAD

Muchas Gracias