Nutrigenómica en problemas metabólicos de las principales enfermedades nutricionales

Enfermedad poligenética, crónica o metabólica

Características principales (mínimo 3)

Principales genes mutaciones o polimorfismos asociados

Relación con la nutrigenómica

Aspectos epigéneticos (si los hay, metilación, acetilación de ADN, influencia de microARN´s, etc)

Autor (es), año

Cáncer (generalidades o de un tipo específico)

Es un grupo de enfermedades que implica la división y la reproducción anormales y descontroladas de células que pueden diseminarse por todo el cuerpo. (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Mantenimiento de señalización proliferativa: las células de cáncer continúan replicándose o creciendo en cantidad a diferencia de las células normales que no lo hacen.

Interferencia en la función normal del tejido. Los genes supresores tumorales actúan como frenos para detener el crecimiento de células normales, así como de tumores. Para seguir creciendo, el cáncer debe burlar a estos genes o acabar con ellos. 

Posibles metástasis. Esto significa que se mueve de un lugar original a lugares lejanos. (Fung, J, 2019)

Entre los ejemplos conocidos de la aplicación de la genómica al cáncer se

encuentra la detección de los genes BRCA1 y BRCA2 en el diagnóstico

del cáncer de mama y de los genes hMLH1 y hMSH2 en el diagnóstico del

cáncer colorrectal hereditario no poliposo (CCHNP). (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

se centran en los nutrientes de la

dieta y los componentes bioactivos de los alimentos que cambian la expresión

génica a través de mecanismos epigenéticos. comprenden el folato y el ácido fólico, la riboflavina, la piridoxina, la vitamina B12, la colina y la metionina. Otros componentes de la dieta habituales

que se están estudiando por sus propiedades protectoras frente al cáncer son

la fibra dietética, la vitamina C, la vitamina E y el selenio. Además de servir como ligandos para factores de transcripción, las grasas poliinsaturadas son esenciales para la regulación descendente de la expresión de los factores de

transcripción que participan en la activación de los genes proinflamatorios. (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Metilación de las citocinas que preceden a guaninas (CpG), por medio de ADN metiltransferasas (DNMT), algunos de los genes supresores de tumores silenciados por este patrón de metilación son p16, MLH1 y BRCA1.

icro ARN (miR), ARN de interferencia (siARN) y los ARN largos no codificantes (lncARN) son algunos ejemplos que tienen una expresión aberrante en células cancerosas.

(Gómez et al, 2022)

 (Fung, J, 2019)

(Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

(Gómez et al, 2022)

Obesidad (generalidades o de un tipo específico)

La obesidad es una enfermedad crónica

caracterizada por el incremento suprafisiológico

de los depósitos grasos del organismo. (Silveira et al, 2007)

IMC: Índice de Masa Corporal igual o mayor a 30 kg/m2.

Circunferencia de cintura: Se consideran puntos de corte de circunferencia de cintura de 88cm. para las mujeres y de 102cm. para los hombres. (Moreno, M, 2012).

Síndrome de hipoventilación: Sensación de falta de aire (disnea). (Universitat de Barcelona, 2022)

Estrías (por distensión y ruptura de las fibras elásticas de la piel) (Ayala, A, 2000)

El gen FTO (fat mass and obesity-associated), codifica la

proteína de la masa grasa y la obesidad (una dioxigenasa dependiente de

α-cetoglutarato). Parece que su mecanismo de acción se relaciona con la

regulación del desarrollo del tejido adiposo, lo que indica que la composición

corporal se ve afectada, La variante rs9939609 del gen FTO se asoció a la presencia de obesidad y variación del IMC en niñas, pero no en niños. (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Así como, LEP, LEPR, POMC, PCSK1 y MC4R, entre otros. (Aguilera, C & Anguita-Ruiz, A, 2018)

Polifenoles e isotiocinatos directamente modifican estructuras y regulan la cromatina.

Curcumina regula negativamente la expresión de DNMT1, 3ª y 3B e inhibe HAT.

Resveratrol activa SIRI y suprime mono ubiquitinación de la histona H2B en K120

Isoflavina, promueve hipermetilación de isla CpG de genes específicos; la microbiota también es importante

para el control del peso, contribuye nutricionalmente sintetizando folato, biotina

y vitamina K, y digiriendo la fibra insoluble para generar ácidos grasos de

cadena corta que sirven como combustible para los enterocitos. (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Gen supresor de la señalización

de la citocina 3 (SOCS3) es hipometilado en las personas obesas. Gen HIF3A hipermetilado.

CPT1A, hipometilado asociado a circunferencia de cintura, triglicéridos, lipoproteínas de muy baja densidad y síndrome metabólico. MYO5C, hipermetilado asociado a proteína C reactiva.

ABCG1, hipermetilado, asociado a triglicéridos, lipoproteína de alta densidad y glucemia sérica. VPS25, hipermetilado asociado a glucemia sérica. (Aguilera, C & Anguita-Ruiz, A, 2018)

(Ayala, A, 2000)

(Silveira et al, 2007)

(Moreno, M, 2012)

(Aguilera, C & Anguita-Ruiz, A, 2018)

(Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Hipertensión Arterial (generalidades)

La hipertensión es una de las causas principales de muerte prematura en el mundo.

La mayoría de las personas hipertensas no tienen síntomas, aunque la tensión arterial muy alta puede causar dolor de cabeza, visión borrosa, dolor en el pecho y otros síntomas. (OMS, 2023)

Enfermedad crónica en la que aumenta la presión con la que el corazón bombea sangre a las arterias, para que circule por todo el cuerpo. (IMSS, 2015)

Se habla de hipertensión cuando la presión de la sangre en nuestros vasos sanguíneos es demasiado alta (de 140/90 mmHg o más).

A veces no causa síntomas y la única forma de detectarla es tomarse la tensión arterial. (OMS, 2023)

La variante de la hipertensión ha sido ACE, el gen que codifica

la enzima conversora de angiotensinógeno. (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Algunos genes fuertemente asociados a HTA son CYP17A1, CYP1A2, FGF5, SH2B3. cuatro genes que se asociaron fuertemente a presión sistólica, ATP2B1, CYP17A1, PLEKHA7 y SH2B3 y seis genes asociados con presión diastólica, SH2B3, CSK–ULK3, ULK4, ATP2B1, CAC–NB2, TBX3–TBX5 y uno para hipertensión, ATP2B1. El gen CYP17A1 codifica para una enzima del citocromo P450, que puede regular el tono vascular periférico y la presión sanguínea. Este gen ha sido asociado con una forma rara de hipertensión que segrega de manera mendeliana. Por lo anterior, los SNPs del mismo se convierten en candidatos para futuros estudios de casos y controles. Por otro lado, el gen SH2B3 codifica para una proteína adaptadora de linfocitos; este SNP que resultó asociado a presión diastólica, se encuentra en el exón tres y cambia al aminoácido arginina por triptófano (R262W) en la proteína. (Ramírez-Bello et al, 2011)

Las proantocianidinas presentes en la

dieta son biomoléculas activas. Actúan como

cardioprotectores, antioxidantes,

antigenotóxicas, antiinflamatorias y

anticancerígenas, la acción protectora

de las proantocianidinas puede extenderse a

alteraciones

como la

hipertensión arterial. (Vaquero, M, 2008)

Los mecanismos epigenéticos fundamentales son la metilación del ADN en la citosina en dinucleótidos CpG, la modificación postraduccional de las histonas por acetilación, metilación, fosforilación y el control de la expresión de genes por ARN no codificantes, que incluyen microARNs (miRNAs) y long non codingRNAs (lncRNAs).22-25 Además de otros procesos como los influenciados por priones, efectos posición cromosómico y mecanismos Polycomb. (Ballesteros, M, Guirado, O, Rodríguez, A, 2019)

(Vaquero, M, 2008)

(Ramírez-Bello et al, 2011)

(IMSS, 2015)

(Fung, J, 2019)

(OMS, 2023)

Diabetes (I o II: Insulino o no insulino dependientes)

La diabetes es una enfermedad crónica que se produce cuando el páncreas no produce suficiente insulina o cuando el cuerpo no puede utilizar de forma eficaz la insulina que produce. (OPS, s/f)

La diabetes tipo 1 (anteriormente conocida como insulinodependiente), los síntomas incluyen excreción excesiva de orina (poliuria), sed (polidipsia), hambre constante, pérdida de peso, cambios en la visión y fatiga.

La diabetes tipo 2 (antes llamada no insulinodependiente) Los síntomas pueden ser similares a los de la diabetes tipo 1, pero a menudo son menos marcados. Como resultado, la enfermedad puede diagnosticarse varios años después del inicio, después de que ya hayan surgido complicaciones.

La diabetes gestacional es una hiperglucemia con valores de glucosa en sangre por encima de lo normal, pero por debajo de los diagnósticos de diabetes. La diabetes gestacional ocurre durante el embarazo (OPS, s/f)

DM2. Se han descubierto algunas mutaciones raras que predisponen a la DM2: el factor de transcripción 7 tipo 2 (TCF7L2), el miembro 8

de la familia de portadores de soluto 30 (SLC30A8), el receptor γ activado

por el proliferador de peroxisoma (PPARG), la adiponectina (ADIPOQ),

la proteína asociada a la masa grasa y la obesidad/dioxigenasa dependiente

de α cetoglutarato (FTO), el regulador del reloj circadiano (CLOCK) y el

receptor de melanocortina 4 (MC4R). SLC30A8 es un transportador de cinc

necesario para la síntesis y la secreción de insulina. Las variantes ADIPOQ,

CLOCK, FTO y MC4R se asocian a la obesidad y al aumento del riesgo de

desarrollar DM2.

. (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Se están realizando estudios

para detectar los cambios epigenéticos en respuesta a los nutrientes y los

componentes bioactivos de los alimentos.

Una dieta antiinflamatoria con suficientes nutrientes en la que se controle

la cantidad y la calidad de los hidratos de carbono y las grasas sigue siendo

una piedra angular del control de la DM2. Cada vez más, se está poniendo

el foco en la incorporación de una variedad de fitonutrientes a la dieta, el consumo habitual de vegetales ricos en fitonutrientes

ayuda a reducir el riesgo de desarrollar DM2. (Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

Metilación ADN: la impronta genómica, la inactivación del cromosoma X y el silenciamiento de los retrotransposones. La metilación del ADN está mediada por ADN metiltransferasas (DNMT) cuya actividad depende del aporte de determinados micronutrientes a través de la dieta. En pacientes diabéticos, existe un aumento de la metilación del promotor del gen TNF-α.

El gen TXNIP participa en la regulación de los estados redox. Está relacionado con la resistencia a la insulina y el aumento de la glucogénesis hepática. Inducido por el aumento de los niveles de glucosa en sangre, regula los niveles de apoptosis e inflamación de las células β. Puede ser utilizado como parámetro de estrés oxidativo. Se ha demostrado que un aumento en la metilación del gen TXNIP está relacionado con el desarrollo y progresión de la diabetes.

Modificación de histonas: La regulación epigenética de la expresión génica a través de las colas N-terminales de las histonas también está mediada por modificaciones postraduccionales, incluyendo acetilación, metilación, fosforilación. Intervienen en la estabilidad genómica, la respuesta al daño del DNA y la integridad del punto de control del ciclo celular. Las modificaciones en la metilación de las histonas varían según el tipo celular y se asocian con el desarrollo feta

Micro ARN: Se ha demostrado que ciertos factores dietéticos son capaces de modificar su

perfil de expresión, especialmente aquellos relacionados con la nutrición

materna y que afectarían al metabolismo de los lípidos, la resistencia a la

insulina y la inflamación. Se ha identificado un grupo de miRNAs en el cromosoma humano 14q32 con elevada expresividad en las células β del páncreas(González, L, 2018)

(OPS, s/f)

(González, L, 2018)

(Raymond, J. L., & Morrow, K., 2021)

La enfermedad de Alzheimer es un trastorno cerebral que destruye lentamente la memoria y la capacidad de pensar y, con el tiempo, la habilidad de llevar a cabo hasta las tareas más sencillas. Las personas con Alzheimer también experimentan cambios en la conducta y la personalidad. (alzheimers.gov, s/f)

Dificultad para encontrar o para expresar palabras, en comparación con otras personas de la misma edad.

Problemas espaciales y de visión, como no estar consciente del espacio que los rodea.

Deterioro en el razonamiento o criterio, lo que puede repercutir en las decisiones que toman. (alzheimers.gov, s/f)

El polimorfismo C677T y en específico el genotipo TT del gen 5,10 metilenotetrahidrofolato reductasa (MTHFR), se ha relacionado con aumento de riesgo para el desarrollo de enfermedades neuropsiquiátricas y se vincula con la enfermedad de Alzheimer. (Castillo-Quan, J & Pérez-Osorio, J, 2009)

Actualmente se conocen genes asociados a esta enfermedad que permiten conocer más del efecto de la dieta y micronutrimentos en las redes génicas.

Omega 3: Incrementa LR11 (proteína neuronal) que regula el procesamiento de APP para disminuir la producción de A b.

Folatos: Reducción    de    concentraciones séricas de homocisteína.

Vitamina B12: Menor producción de IL- 6 en células mononucleares de sangre periférica (disminución de inflamación).

Selenio: Papel antioxidante, regulación del equilibrio redox, dinámica mitocondrial, canales de Ca2+ y neurogénesis. (Mena et al, 2015)

Los siguientes genes presentaban patrones de metilación anormal: PSEN1, apoE, TFAM (factor A de transcripción mitocondrial), DNMT1 y MTHFR. Por otra parte, la varianza interindividual en las islas de CpG de promotores fue amplia para dos genes: DNMT1 y MTHFR. (Castillo-Quan, J & Pérez-Osorio, J, 2009)

(alzheimers.gov, s/f)

(Castillo-Quan, J & Pérez-Osorio, J, 2009)

(Mena et al, 2015)