Alfredo Martínez, profesor de la Facultad de Farmacia y Nutrición

Lección inaugural: "Nutrigenética y nutrición personalizada de precisión: nutriómica"

La presente lección pretende considerar y abordar los esfuerzos dedicados y los logros ya alcanzados en nutrición personalizada, ofreciendo una visión de los avances y desafíos actuales y pendientes a los que se enfrenta la nutrición de precisión junto con la definición de nutritipos y las aplicaciones “ómicas” correspondientes.

Una nutrición dietéticamente equilibrada es elemento principal no solo en el mantenimiento de la salud, sino además en la prevención y tratamiento de la enfermedad, como ha sido repetidamente reconocido por la OMS. Así, una ingesta saludable de nutrientes, es decir el aporte de hidratos de carbono/azúcares, lípidos/grasas, proteínas, minerales, vitaminas y agua, en la dieta debe asegurar el suministro nutricional de material combustible, componentes estructurales y agentes reguladores, apropiados a las demandas fisiológicas de cada individuo.

 

Las actuales ingestas de referencia europeas elaboradas por la EFSA orientan sobre los niveles adecuados de nutrientes, los límites seguros para alcanzar un estado de bienestar saludable o los requerimientos nutricionales  promedio, estando fundamentados en las características fisiológicas medias de la población, sin considerar específicamente a individuos y aspectos personales singulares. Por otro lado, algunas Instituciones gubernamentales y Organizaciones no gubernamentales han adoptado, como guías de alimentación sana, la pirámide nutricional u otros modelos para guiar epidemiológicamente hacia un consumo sostenible y saludable de alimentos, siempre destinados a toda la población o grupos concretos como niños, mujeres embarazadas o adultos mayores.

En efecto, las recomendaciones nutricionales actualmente disponibles se categorizan habitualmente por el sexo y la edad, pero no abordan normalmente otros aspectos implicados en las demandas individuales de nutrientes para optimizar y personalizar con  precisión el mantenimiento de  la salud. Con vistas al futuro, las variaciones inter-individuales tendrán que ser incluidas, ya que existe una diversidad en el genoma entre las personas y entre grupos étnicos, que afectan distintamente a las necesidades de nutrientes y su utilización fisiológica, determinando así una respuesta diferencial única a los patrones nutricionales y dietéticos seguidos.

Las circunstancias y determinantes ambientales, sociales, culturales y económicos, también condicionan las posibles opciones de alimentación y sobre la disponibilidad de alimentos, que hace característicamente distintas a las personas. Además, el estado nutricional real y la situación fisio-patológica exclusiva de cada ser humano, puede modular o modificar la funcionalidad de sus genes y la estabilidad del genoma en su conjunto, lo que resulta en diferencias inter-individuales en el fenotipo y en marcadores de salud tras la ingesta de determinados nutrientes o alimentos. De este modo, la consideración de un único grupo/colectivo como población típica de referencia es útil siguiendo criterios de salud pública, pero no es oportuno para dar cobertura a las heterogéneas demandas de cada organismo.

Los avances en la secuenciación del genoma humano y las investigaciones sobre la variabilidad genética humana están apoyando sustantivamente la nutrición personalizada. Ciertamente, los progresos en las tecnologías globales u “ómicas”, la posibilidad de identificar tempranamente la diversidad genética entre personas y grupos étnicos, la demanda de explicar los distintos requerimientos nutricionales y respuestas metabólicas entre personas diversas, están sugiriendo futuros cambios en las recomendaciones dietéticas.

La nutrición del futuro se está orientando a una personalización dependiente del genotipo y el fenotipo nutricional, como ya ocurre en la prescripción de distintas dietas de adelgazamiento en la obesidad tipo “manzana”  abdominal o androide o de tipo “pera”, gluteofemoral o ginoide. En efecto, mejores desenlaces, en términos de salud, se pueden lograr si se ajustan las recomendaciones nutricionales para cada individuo, apreciando sus exclusivas características personales referidas a su estado de salud y bienestar nutricional, así como sus preferencias y aversiones alimentarias y las características ambientales de su medio.

La nutrición de precisión es una parte de la medicina personalizada, que está permitiendo definir subgrupos nutricionales y metabólicos singulares o “Nutritipos”, tomando en consideración el genotipo y el fenotipo nutricional, incluyendo la valoración de información personal junto con variables y marcadores clínicos como la historia médica, la edad, el sexo, la actividad física, el estado psico-emocional y social, así como situaciones metabólicas y fisiológicas especiales, como por ejemplo, el embarazo o el tipo/estadio o grado de una enfermedad. Los últimos estudios genéticos confirman que las diferencias genotípicas entre los individuos explican parcialmente la heterogeneidad en la respuesta a una determinada pauta dietética.

Uno de los progresos científicos más notables en el campo de la nutrición médica ha sido el concepto y desarrollo de ciencias “nutriómicas”. El sufijo griego “óma” implica “global” o “total” y se aplica para referirse el análisis completo de genes (genómica), de ARNm o mensajero (ARNm) responsable del transcriptoma (transcriptómica), de proteínas (proteómica), de lípidos (lipidómica), de metabolitos (metabolómica), de alimentos (alimentómica) y la microbiota (metagenómica), entre otros estudios ómicos. Estas metodologías con enfoques Nutriómicos pueden ser empleadas por separado, de manera secuencial o integrada, a través de la biología de sistemas, para un mejor conocimiento del metabolismo y del diagnóstico de la salud o pronóstico de la enfermedad, con objeto de prescribir una nutrición de precisión exclusiva para cada persona.

Ciertamente, estas tecnologías “ómicas” podrían utilizarse para diseñar dietas específicas que contribuyan al mantenimiento de la salud y la prevención de enfermedades y posteriormente ampliar su aplicación en las atenciones propias de Salud Pública. En esta línea, mientras que la Nutrigenómica estudia el influjo de un nutriente o patrón de dieta en la función génica y expresión génica, por consiguiente, en el proteoma, lipidoma o metaboloma, la Nutrigenética está enfocada a investigar el papel del genotipo (identificación y caracterización de genes y sus variantes o mutaciones) en la respuesta diferencial a intervenciones nutricionales, en el riesgo metabólico de algunas enfermedades crónicas no comunicables y en los requerimientos nutricionales únicos para cada persona..

La creciente información genética disponible y los imparables avances bioinformáticos y ómicos generan constantemente preguntas entre los profesionales de la salud sobre la forma de aplicarlos a las personas y en la manera en que la nutrición personalizada de precisión podría contribuir a monitorizar y reducir el impacto de diversas enfermedades en medicina preventiva y salud pública. Además, la ausencia de consideraciones genéticas en la comercialización y Marketing de productos nutrigenéticos puede, en algunos casos, originar problemas éticos respecto a su aplicación y comprensión de los beneficios finales. De este modo, la interpretación y la inclusión del componente genético en las recomendaciones nutricionales está promoviendo una innovadora revolución “Nutriómica”, pudiendo conllevar derivaciones ético-legales y conflictos económicos y sanitarios relacionados con su implementación en los sistemas nacionales de salud.

Los estudios de asociación basados en el análisis del genoma completo (GWAS) han reconocido una gran cantidad de mutaciones, variantes genéticas por deleción o inserción y polimorfismos genéticos, que se asocian con enfermedades y complicaciones metabólicas. Además, nuevos hallazgos basados en técnicas de “microaarrays” o de secuenciación génica proporcionan una extensa escala de datos que debe ser procesada, depurada y transformada en información clínica útil para los profesionales sanitarios. Junto a estos progresos, hay una necesidad de idear, diseñar y desplegar nuevos instrumentos y métodos en bioinformática y bioestadística para lograr una perspectiva de precisión personalizada en Nutrición. El departamento de Agricultura de los Estados Unidos de América ha publicado en 2015 nuevas pautas para la población, donde la nutrición individualizada empieza a ser un elemento básico en la aplicación de estas nuevas recomendaciones.

En este contexto, la Nutrigenómica y la Nutrigenética orientadas a la nutrición personalizada permiten un novedoso e innovador modo de aplicar las recomendaciones nutricionales. En todo caso, una visión actual de la nutrición personalizada de precisión debe abarcar todos los avances relacionados con los alimentos funcionales y las tecnologías genómicas, así como los productos genéticos existentes en el mercado y los futuros retos relacionados con asuntos legales y éticos así como su aplicación en la práctica clínica como biomarcadores y el alcance en Medicina Preventiva y Salud Pública con las consiguiente herramientas en línea de Internet.

Como ejemplos paradigmáticos de Genómica nutricional se puede aludir que estas tecnologías investigan el modo en que la ingesta de glucosa inicia rápidamente la expresión génica de insulina de forma personalizada  o como los individuos con fenilcetonuria no toleran el aminoácido fenilalanina. También, el papel del gen SGK1 en la hipertensión ha sido valorado y analizado en diversos casos, estableciéndose a través de la genómica nutricional, que solo aquellos individuos con alelos de riesgo presentaron una mayor presión arterial sistólica asociado a una dieta alta en sal, lo que está cambiando la prescripción de que todos las personas con hipertensión deben olvidarse del salero.

En este contexto, la alimentación personalizada se puede categorizar en tres niveles:

1. Nutrición que adapta individualmente los consejos dietéticos generales de salud pública y que pueden eventualmente utilizar tecnologías modernas (por ejemplo, Internet y móvil);

2. Alimentación con dietas prescritas en función de la información fenotípica sobre el estado nutricional (por ejemplo, el peso, marcadores bioquímicos de glucemia, la actividad física, etc.) de la persona sana o enferma y

3. Pautas dietéticas fundamentadas en un conocimiento nutricional de los antecedentes familiares y del propio genotipo.

De modo integral, algunos cómputos, índices o “scores” genéticos provenientes de contabilizar los alelos de riesgo de varios genes relacionados con el metabolismo energético permiten predecir la evolución de la adiposidad corporal, y las interacciones con la proteína vegetal, los ácidos grasos poliinsaturados o la fibra ingerida. Dado que todos estos procesos están, en cierto modo regulados nutrigenéticamente, una dieta personalizada con enfoques dietéticos distintivos en función del genotipo podrían constituir una forma eficaz de controlar médicamente el peso y prescribir dietas con diferente composición de macronutrientes, lo cual ha sido objeto de diversas patentes, alguna licenciada a un laboratorio farmacéutico navarro, por lo cual su aplicación a día de hoy no es utópica. Ciertamente, la aplicación de “microarrays” y secuenciación masiva, sirve para caracterizar a gran escala los cambios en la expresión de los genes y en las rutas metabólicas especificas tras la ingesta de un nutriente/dieta de forma rápida y efectiva, lo que está permitiendo su implementación en nutrición de precisión y en salud pública.

Un estudio que tuvo como objetivo examinar la percepción y opiniones del público y los consumidores en relación a la personalización identificó que ciertas actitudes negativas se relacionan con el uso de Internet y no con la propia individualización en sí misma. Sin embargo, otros autores publicaron que la educación nutricional personalizada tiene notables beneficios en la motivación para el cambio de dieta. Los progresos deben incluir las tecnologías ómicas así como el nuevo concepto de exposoma que considera todas las exposiciones ambientales acumulativas a lo largo de la vida con el factor genético, que deben ser integralmente evaluadas al determinar conjuntamente el riesgo de enfermedad y su posible intervención nutrigenética y nutrigenómica.

Actualmente, el mayor reto es la forma de cuantificar e integrar estos datos para su interpretación y la toma de decisiones. El desarrollo de nuevas metodologías estadísticas y bioinformáticas que realizan una valoración global de las interacciones del genoma y el medio ambiente en el ámbito de las tecnologías ómicas, está maximizando el examen de los datos.

Asimismo, otra investigación demostró que los individuos encuestados creen que los profesionales sanitarios proporcionan una mejor información sobre el perfil genético en comparación con otras opciones “online o del Dr Google“, aunque otros autores, después de no haber encontrado cambios en la dieta, el ejercicio y el comportamiento psicológico tras una prueba genética, sugirieron que el uso de prueba genéticas por Internet y sin mediación de sanitarios pueden resultar insatisfactorias.

Adicionalmente, cuestiones acerca de la privacidad y modo de transmitir la información genética al paciente deben ser específicamente cuidadas, ya que es obvio que los antecedentes familiares son un elemento importante para determinar el riesgo de enfermedades hereditarias y puede ayudar a una aplicación más precisa de la prueba genética para predecir el futuro de la enfermedad, como ya se ha conocido en algunas “estrellas” de Hollywood o también en casos de atribución de paternidad.

En resumen, el conocimiento de las interacciones genes-nutrientes es crucial para la salud y la nutrición de precisión. De hecho, la herencia genética junto con las determinaciones antropométricas y de la composición corporal, la evaluación bioquímica, la historia dietética, los exámenes médicos, clínicos y físicos, la información sobre los patrones de estilo de vida y la situación psicosocial constituyen la base para una completa evaluación, diagnóstico, asesoramiento y tratamiento basados en una nutrición medica de precisión y la definición de “nutritivos”, con las siguientes perspectivas:

1)  Evaluación del estado Nutricional de forma sistemática con índices rápidos de malnutrición tales como MNA, MUST o DETERMINE, entre otros, incluyéndolos de rutina en la historia clínica además del peso y la talla, junto con otros destinados a definir Nutritipos

2)  Confección de dietas personalizadas prescritas por especialistas en nutrición/dietética o facultativos con competencias en Nutrición, conteniendo información concreta de la composición nutritiva y especificando las razones para su prescripción y aplicación en función de su estado nutricional individual y las características genotípicas y fenotípicas disponibles.

3)  Atención nutricional y medica de apoyo para la Nutrición personalizada al paciente obeso, diabético, con enfermedades cardiovasculares, neurológicas, digestivas y nefropatías así como pacientes oncológicos desde los servicios correspondientes con el inminente apoyo de la nutrigenética.

4)  Creación de servicios de Interconsultas de Nutrición y Medicina de Precisión para la implementación personalizada de medidas terapéuticas en consonancia con los abordajes nutriómicos, farmacológicos y quirúrgicos oportunos, con ayuda de tecnlogías “ómicas” de precisión.

La implementación del concepto de la nutrición personalizada de precisión, exige apoyado en la bioinformática, la necesidad de reconocer las demandas nutritivas y dietéticas de cada individuo, de definir biomarcadores de utilización nutricional y de promover adecuados cauces de comunicación para ser accesible a la población tanto sana como enferma, considerando las facetas y características personales, fenotípicas y genotípicas, que definen cada nutritivo, lo que demanda un esfuerzo empático de colaboración multidisciplinar.

Finalmente, quisiera agradecer a Universidad el honor y oportunidad de dictar la sesión inaugural correspondiente al curso 2019-20, centro donde comencé como Ayudante de clases prácticas hace exactamente 40 años, y donde la Nutrición constituye un eje importante en contexto de la salud en cuanto a asistencia, docencia  e investigación a través del Departamento de Endocrinología de la Clínica, la Facultad de Medicina con estudios de epidemiología nutricional como el SUN, y, por supuesto, la Facultad de Farmacia y Nutrición, en cuya representación he impartido esta sesión.