La revolución de la ciencia y la salud a través de la nutrigenómica 

Ante el planteamiento de la siguiente pregunta: ¿La alimentación hace alguna diferencia en la apariencia y la capacidad del organismo?, la respuesta indefectiblemente es: sí. 

Al observar los seres que viven en una colmena de abejas de miel, tenemos dos tipos de hembras: la reina que es fértil y las obreras que son estériles, ambas se desarrollan a partir de larvas genéticamente idénticas que, tras una alimentación diferencial con jalea real, adquieren esta característica. Según Yagound et al (2019) y Kucharski et al. (2008) esto se debe a un cambio epigénetico al reprogramar la expresión de los genes que permiten la maduración de los ovarios de la reina, mientras que en las obreras esto no ocurre. 

Hay un refrán que dice: “Lo que se hereda no se roba”. El gen se considera la unidad básica de herencia. Los genes se transmiten de padres a hijos y contienen la información necesaria para especificar rasgos físicos y biológicos. Los genes están secuenciados (escritos) en el ADN, que es la molécula que transporta la información genética para el desarrollo y funcionamiento de un organismo. (NHGRI n.d.) 

El ADN se empaqueta en los cromosomas, en el caso de los seres humanos tenemos 23 pares que recibimos de cada uno de nuestros padres, la información genética se codifica (o se escribe) con la secuenciación de cuatro bases nitrogenadas, la adenina se une con la timina, mientras que la citosina se combina con la guanina; generando la famosa cadena de ADN. Las variantes de la expresión de los genes se conocen como alelos, estos últimos tienen una ubicación determinada en la cadena de ADN, indicando las características que definen una especie, es decir, el genotipo y a la vez a cada uno de sus individuos, el fenotipo.  

Cada rasgo genético tiene una ubicación y codificación (un alelo), que es el lugar donde está escrita la información para expresar cosas como el color de los ojos, la estatura, la predisposición a una enfermedad o la cantidad de riñones que se tiene como individuo, todas estas variaciones genéticas entre un individuo y otro, se conocen como polimorfismos. 

Hasta hace unos años, se pensaba que la información genética era poco maleable, y que para modificar un rasgo genético se tenía que cambiar la secuencia de las bases nitrogenadas en el ADN, pero hoy se conoce que no es siempre así; gracias a la epigénetica, donde se explica que marcas químicas que se añaden al material genético permiten su correcta actividad, se pueden modificar características y rasgos, sin necesidad de cambiar la secuencia de bases nitrogenadas. Esto se logra gracias a la interacción que tiene el individuo con el medio ambiente. El tabaco, ejercicio, estrés, meditación, alimentos, entre otros, van a generar las marcas químicas que permitan que los genes se puedan silenciar (apagar) o expresar (encender). 

Una forma de ilustrar los cambios epigenéticos es imaginar una serie de luces de navidad. Al añadir una bombilla especial, las luces pueden parpadear intermitentemente. Si reemplazamos esa bombilla con una común, las luces se encenderán de manera continua. Además, si retiramos una bombilla, una sección o toda la serie de luces puede apagarse. Todo esto ocurre sin modificar la estructura principal de las luces, demostrando cómo los cambios en el entorno pueden alterar su funcionamiento sin cambiar su configuración básica. 

Continuando con la analogía, las sustancias a las que se expone la persona o los alimentos que consume, son esas bombillas especiales; se puede decir que todo alimento que llega a la boca es información para el ADN, que indica cuáles genes encender o apagar, ya sea de manera fija o intermitente.  

Teniendo como base lo explicado en los párrafos anteriores, se introducen dos conceptos: la nutrigenética y la nutrigenómica, ambas son ramas de la ciencia que estudian el efecto de las variaciones genéticas o polimorfismos relacionados a la nutrición, en la primera se estudia la forma cómo el organismo responde a la alimentación en función de su perfil genético, por ejemplo, cómo lo que se come, afecta la susceptibilidad a enfermedades. Por otro lado, la nutrigenómica estudia el efecto que los nutrientes o compuestos activos de los alimentos ejercen sobre el genoma, el protoma y el metaboloma, es decir, el conjunto de genes, proteínas y metabolitos, cuyo principal objetivo es poder identificar componentes de los alimentos que puedan ser utilizados en la prevención o el tratamiento de enfermedades. (Gómez & Fonseca, 2022). 

El estudio realizado por Cornelis, El-Sohemy, Kabagambe, & Campos, en el 2006, es un claro ejemplo de la nutrigenética trabajando, en este estudio se investigó la asociación entre el consumo de café y el riesgo de infarto de miocardio. Se descubrió que las personas metabolizan la cafeína a diferente velocidad, esto por un polimorfismo, es decir una variación de los genes de la enzima que metaboliza la cafeína, clasificando a las personas en metabolizadores rápidos y metabolizadores lentos, según la variante (alelo) del gen que se exprese. Esto permitió conocer que la ingesta de café se asoció con un mayor riesgo de infarto al miocardio no fatal, sólo entre individuos con metabolismo lento de la cafeína, mientras que para los metabolizadores rápidos el riesgo no estaba presente. Otros ejemplos de condiciones donde el componente genético regula o influye en los componentes de la dieta de una persona son la fenilcetonuria, la galactosemia o la enfermedad celiaca. 

Por otro lado, la nutrigenómica se ilustra en un estudio de Reddy et al., 2018, donde manifiestan cómo el medio ambiente y la alimentación (calidad y cantidad) son factores clave que afectan la salud de un individuo, los autores indican que los componentes de la dieta modulan directa o indirectamente la huella molecular y su expresión.  Esta modulación ocurre porque los alimentos aportan al cuerpo sustancias y moléculas que permiten encender o apagar genes; convirtiendo la nutrigenómica en una herramienta con pistas para entender y utilizar los biomarcadores de ingesta de nutrientes, aspectos de la desnutrición, síndrome metabólico y sus complicaciones, entre otros. 

Un ejemplo clave en nutrigenómica según Carlberg et al. (2023), es estudiar uno de los compuestos nutricionales, biológicamente activos, la vitamina D3, que activa a través de sus metabolitos 1α,25-dihidroxivitamina D3 y su el receptor una amplia gama de funciones fisiológicas, incluido el control del metabolismo, la formación ósea y la inmunidad, o sea, sin la presencia de la vitamina D3 todas esta funciones fisiológicas se darían de manera incorrecta. 

Según Bordoni et al., 2021, los lípidos (grasas) dependiendo del alimento de donde provengan, generan sustancias químicamente diversas, con propiedades fisicoquímicas y biológicas heterogéneas, es decir,  es diferente si los ácidos grasos provienen de la grasa del cerdo, a cuando se obtiene de la oliva, pero no es sólo eso, sino que dependiendo del medio donde estos se digieran y los alimentos con los que se combinen se pueden generar otras sustancias que a su vez fungirán como silenciadores o activadores de genes. Así, al combinar los ácidos grasos saturados con alimentos fermentados, por la acción de los microorganismos, se generan ácidos grasos de cadena corta, los cuales tiene una acción cardioprotectora. 

Continuando con la interacción de la microbiota y la salud humana, está el artículo de Devi et al. (2023) y cabe recordar que los prebióticos se encuentran en alimentos fuente de fibra dietética, fitoquímicos y otras sustancias que no son digeridas por los humanos, pero si son requeridas por la microbiota para funciones biológicas y generar las moléculas que permitirán la expresión o silenciación de los genes del hospedero. Así los prebióticos tendrían el potencial de prevenir o postergar ciertas enfermedades como las cardiovasculares, la diabetes, las infecciones gastrointestinales y la inflamación intestinal. 

Hay un potencial enorme para la genética nutricional como lo indican Marcum (2020) y Reddy et al., (2018), la nutrigenética y nutrigenómica desempeñan un papel importante no sólo en el tratamiento de enfermedades y dolencias, sino también en la promoción de la salud y el bienestar a través de la investigación tanto básica como clínica; y es fundamental para el futuro de la nutrición personalizada y la atención médica de precisión.  

Se puede inferir entonces, que no somos lo que comemos, pero definitivamente, lo que comemos influye en lo que somos, por lo que merece la pena prestar atención a los alimentos que llevamos a nuestra mesa. 

Referencias

1. Bordoni, L., Petracci, I., Zhao, F., Min, W., Pierella, E., Assmann, T. S., Martínez, J., & Gabbianelli, R. (2021). Nutrigenomics of Dietary Lipids. Antioxidants, 10(7), 994. https://doi.org/10.3390/antiox10070994 
2. Cornelis, M. C., El-Sohemy, A., Kabagambe, E. K., & Campos, H. (2006). Coffee, CYP1A2 genotype, and risk of myocardial infarction. JAMA, 295(10), 1135–1141. https://doi.org/10.1001/jama.295.10.1135 
3. Devi, R., Sharma, E., Thakur, R., Lal, P., Kumar, A., Altaf, M. A., Raigond, P., Tiwari, R. K., Lal, M. K., & Kumar, R. (2023). Non-dairy prebiotics: Conceptual relevance with nutrigenomics and mechanistic understanding of the effects on human health. Food Research International, 170, 112980. https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.112980  
4. Gómez, G., & Fonseca, M. (2022). GENÓMICA NUTRICIONAL Y SU RELACIÓN CON ENFERMEDADES CRÓNICAS NUTRITIONAL. Researgate, III. https://www.researchgate.net/publication/366189720 
5. Kucharski, R., Maleszka, J., Forêt, S., & Maleszka, R. (2008). Nutritional control of reproductive status in honeybees via DNA methylation. Science, 319(5871), 1827–1830. https://doi.org/10.1126/science.1153069 
6. Marcum, J. A. (2020). Nutrigenetics/Nutrigenomics, personalized Nutrition, and Precision Healthcare. Current Nutrition Reports, 9(4), 338–345. https://doi.org/10.1007/s13668-020-00327-z 
7. NEEL J. V. (1962). Diabetes mellitus: a “thrifty” genotype rendered detrimental by “progress”? American journal of human genetics, 14(4), 353–362. 
8. NHGRI, Talking glossary of genetic terms. (n.d.). National Human Genome Research Institute. Retrieved May 9, 2024, from https://www.genome.gov/genetics-glossary#N. 
9. Reddy, V., Palika, R., Ismail, A., Pullakhandam, R., & Reddy, G. B. (2018). Nutrigenomics: Opportunities & challenges for public health nutrition. Indian Journal of Medical Research, 148(5), 632. https://doi.org/10.4103/ijmr.ijmr_1738_18 
10. Yagound, B., Smith, N. C., Buchmann, G., Oldroyd, B. P., & Remnant, E. J. (2019). Unique DNA Methylation Profiles Are Associated with cis-Variation in Honey Bees. Genome Biology and Evolution, 11(9), 2517–2530. https://doi.org/10.1093/gbe/evz177