Perspectivas de desarrollo sobre la variación individual: implicaciones para comprender las necesidades nutricionales Peter D. Gluckman, Alan S. Beedle, M a r k A . H a n s o n y E r i c P. Ya p En biología comparativa, los principios de cómo la plasticidad del desarrollo genera la diversidad biológica a partir de un solo genotipo son bien conocidos. En algunas especies, un único genotipo puede ser la fuente de formas distintas en las cuales señales ambientales tempranas han inducido un conjunto coordinado de cambios a través de sistemas; por ejemplo, en la abeja hembra, alimentaciones iniciales diferentes de la larva pueden inducir el fenotipo de la abeja obrera o el fenotipo de la abeja reina. No obstante, en la mayor parte de los rasgos de la mayoría de las especies, la plasticidad del desarrollo genera una variación más continua en respuesta a impulsos ambientales que actúan sobre el organismo en desarrollo; esto queda ilustrado por el tamaño variable de los gemelos monocigóticos. En una época de entusiasmo y determinismo genéticos, el enfoque principal de la investigación molecular ha sido el hallazgo de conexiones entre los polimorfismos y los rasgos fenotípicos por la creencia de que las variaciones en las biologías complejas pueden ser explicadas por dichas asociaciones. No obstante, en general, la magnitud de estas conexiones no ha sido especialmente importante, y una gran parte de la variación sigue sin poderse explicar. En la década consecutiva al descubrimiento de la base bioquímica del cambio epigenético, es decir, que la expresión génica puede alterarse a través de la metilación de islas CpG o por modificaciones de histonas, se ha despertado interés por la significación clínica de estos datos. El interés despertado por la impronta parental, que afecta a un pequeño subconjunto de genes, ha sido considerable. No obstante, existe otro conjunto diferente de genes que puede ser influido por la epigénesis inducida ambientalmente. Los factores ambientales pueden 1 ser internos, como en el caso de la diferenciación celular, o externos, como la nutrición alterada que actúa sobre el desarrollo inicial. Añaden complejidad ulterior las pruebas crecientes de una transferencia intergeneracional de marcas epigenéticas, con creación de una forma transitoria de herencia [1]. Los mecanismos siguen sin conocerse todavía a ciencia cierta. Los impulsos ambientales en el desarrollo inicial pueden ser considerables y pueden perturbar el desarrollo; sin embargo, a menudo son fisiológicos e inducen respuestas adaptativas [2]. Pueden actuar para permitir que el feto/lactante sobreviva a problemas inmediatos, incluso a expensas de costes más tardíos, o pueden inducir respuestas plásticas que evolucionan para proporcionar una ventaja adaptativa en una época posterior de la vida. Esto depende de la capacidad del feto/neonato para utilizar señales ambientales con objeto de predecir apropiadamente su futuro ambiental. Suceden luego, en respuesta a esta predicción, cambios en la historia vital y fisiológicos mediados a través de procesos epigenéticos [3]. La fidelidad de la predicción no tiene por qué ser elevada para que tales mecanismos sean seleccionados. Por lo tanto, en el humano, los impulsos ambientales en la vida temprana pueden actuar para inducir un cambio epigenético con consecuencias para los fenotipos metabólico, conductual y reproductor durante toda la vida. Cada vez son mayores las pruebas de que dichos cambios epigenéticos adaptativos generan una considerable variación en cómo un organismo puede responder posteriormente a una carga nutricional dada [4]. Aunque el desajuste del desarrollo puede aparecer por numerosos motivos, el concepto básico establece que si bien el entorno nutricional postnatal puede cambiar drásticamente entre generaciones, el entorno fetal no puede hacer lo propio. Datos recientes dejan entrever que la sobrenutrición materna puede también impactar inapropiadamente sobre el desarrollo fetal, si bien se desconocen los mecanismos análogos implicados [5]. La obesidad y el síndrome metabólico son las consecuencias de un individuo que vive en un entorno energéticamente inadecuado. Datos experimentales y clínicos dejan entrever que esta variación en la capacidad para vivir en un entorno energético dado es influida por factores de desarrollo que actúan a través de mecanismos epigenéticos. A su vez, permite suponer que los biomarcadores epigenéticos pueden proporcionar una vía para identificar quién reúne los mayores riesgos de desajuste del desarrollo y, por tanto, ofrece la oportunidad de una intervención nutricional selectiva o de otro tipo. 2 Bibliografía 1 2 3 4 5 Gluckman PD, Hanson MA, Beedle AS: Non-genomic transgenerational inheritance of disease risk. Bioessays 2007;29:149–154. Gluckman PD, Hanson MA, Spencer HG y cols: Environmental influences during development and their later consequences for health and disease: implications for the interpretation of empirical studies. Proc Biol Sci 2005;272: 671–677. Gluckman PD, Hanson MA, Beedle AS: Early life events and their consequences for later disease: a life history and evolutionary perspective. Am J Hum Biol 2007;19:1–19. Gluckman PD, Lillycrop KA, Vickers MH y cols: Metabolic plasticity during mammalian development is directionally dependent on early nutritional status. Proc Natl Acad Sci USA 2007;104:12796–12800. Kuzawa CW, Gluckman PD, Hanson MA: Developmental perspectives on the origin of obesity; En: Fantuzzi G, Mazzone T (eds): Adipose Tissue and Adipokines in Health and Disease. Totowa, Humana Press, 2007, pp 207–219. 3 Factores que influyen sobre la constitución de la microbiota intestinal en la lactancia Ingegerd Adlerberth La constitución de la microbiota intestinal se inicia en el momento del nacimiento y se mantiene de manera secuencial durante los primeros años de vida hasta el desarrollo de una microbiota de tipo adulto, sumamente compleja, que consiste en centenares de especies bacterianas diferentes. Las primeras bacterias que se establecen en el intestino neonatal son habitualmente bacterias aerobias o anaerobias facultativas, como estafilococos, enterococos y Escherichia coli y otras enterobacterias. Durante su crecimiento consumen oxígeno y cambian el medio intestinal, adecuándolo para la proliferación de bacterias anaerobias que colonizan posteriormente el intestino. Las bifidobacterias son los anaerobios más corrientes de la flora intestinal del lactante. Clostridium y Bacteroides se hallan también entre los primeros anaerobios en establecerse, seguidos de anaerobios que pertenecen a las especies Lactobacillus, Veillonella, Ruminococcus, Eubacterium, Fusobacterium, Peptostreptococcus y otras. Muchas de las bacterias anaerobias que colonizan el intestino no son cultivables y se detectan únicamente mediante métodos moleculares basados en el ADN. A medida que aumenta la complejidad de la microbiota anaerobia, disminuyen los tamaños de las poblaciones de bacterias aerobias y facultativas. Se cree que este fenómeno es consecuencia de la disminución de oxígeno, la competencia por los sustratos y la acumulación de metabolitos tóxicos. Muchas de las bacterias que colonizan al recién nacido pueden proceder de la microbiota fecal de la madre durante un parto vaginal. Los recién nacidos por cesárea no son expuestos a estas bacterias, por lo que se produce una adquisición retrasada de, por ejemplo, E. coli, Bacteroides y bifidobacterias. No obstante, las bacterias pueden proceder también de otras personas y de fuentes ambientales. Los 4 estafilococos, que son los primeros colonizadores del intestino de recién nacidos por parto vaginal o cesárea, proceden normalmente de la microbiota de la piel de los padres. Los clostridios, los enterococos y las enterobacterias distintas de E. coli son captados fácilmente del entorno; en numerosos estudios se han hallado diferencias en la microbiota intestinal entre los recién nacidos amamantados y los recién nacidos alimentados con leches para lactantes. Entre las diferencias descritas destacan una presencia de menos enterococos, clostridios, enterobacterias y Bacteroides en la microbiota de los lactantes alimentados con leche materna, pero también la presencia en ellos de más estafilococos. Los recuentos elevados de bifidobacterias son comunes en ambos grupos. El grado de exposición a bacterias de fuentes ambientales es un determinante importante de la pauta de colonización intestinal. Los lactantes nacidos en países en vías de desarrollo, sea por parto vaginal o cesárea, son colonizados más precozmente por bacterias fecales, como E. coli y otras enterobacterias, enterococos y lactobacilos, y poseen una microbiota más compleja en la fase inicial de la vida que los lactantes de poblaciones occidentales. Por el contrario, los lactantes de los países occidentales son colonizados más frecuente y persistentemente por bacterias que pueden considerarse colonizadoras “oportunistas”, es decir, bacterias que proliferan en el intestino en ausencia de la competencia que supone una microbiota compleja. Entre estas bacterias destacan, por ejemplo, bacterias cutáneas como los estafilococos y Clostridium difficile, un anaerobio esporulador que es corriente incluso en ambientes sumamente higiénicos. Las bacterias intestinales constituyen un estímulo muy importante para el sistema inmunitario intestinal, por lo que una adquisición tardía de bacterias fecales características o un retraso en la constitución de una microbiota intestinal compleja y diversa podría producir efectos sobre la maduración de las funciones inmunitarias después del nacimiento. 5 La variación genéticamente determinada en el metabolismo de los ácidos grasos poliinsaturados puede producir necesidades alimentarias diferentes B e r t h o l d K o l e t z k o , H a n s D e m m e l m a i r, L i n d a S c h a e f f e r, T h o m a s I l l i g y J o a c h i m H e i n r i c h La disponibilidad metabólica de ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) ejerce un impacto muy importante sobre la salud humana y ha sido relacionada, entre otros fenómenos, con el desarrollo visual, cognitivo y motor tempranos, la salud mental y los trastornos psiquiátricos, la mortalidad por patología cardiovascular, las respuestas inmunológicas e inflamatorias, así como con enfermedades relacionadas, como las alergias [1]. Estos y otros efectos biológicos de los AGPI parecen depender en gran medida de los AGPI de cadena larga (AGPI-CL o LC-PUFAs en inglés, Long Chain Polyunsaturated Fatty Acids) con ⱖ20 átomos de carbono y ⱖ3 enlaces dobles, como el ácido araquidónico (ARA; 20:4n-6), el ácido eicosapentaenoico (EPA; 20:5n-3) y el ácido docosahexaenoico (DHA; 22:6n-3). El aporte alimentario de los LC-PUFAs (por ejemplo, ARA en carnes y huevos; EPA y DHA en alimentos marinos) produce un efecto notable sobre los contenidos de los mismos en la sangre y los tejidos [2]. El organismo humano también puede obtener los LC-PUFAs a partir de sus precursores, los ácidos grasos esenciales ácido linoleico (18:2n-6) y ácido ␣-linolénico (18:3n-3), a través de sus rutas metabólicas. Planteamos la hipótesis de que el metabolismo y la disponibilidad en el organismo de los PUFAs, y con ello los efectos que tienen sobre la salud, no sólo se ven influidos por los aportes de la dieta, sino que también lo hace la variación del genotipo entre individuos (Fig. 1). En estudios preliminares hallamos una estrecha correlación entre los contenidos de los LC-PUFAs de tipo n-6 y los de tipo n-3 en la leche materna madura [3], si bien los aportes alimentarios de las dos familias de LC-PUFAs pueden ser muy diferentes, lo que parece dar a entender 6 Dieta Metabolismo genotipo/PNI AGPI en la sangre/los tejidos Efectos sobre la salud/biológicos Por ejemplo, inflamación y alergia Fig. 1. Tanto la ingesta alimentaria como la transformación metabólica, que pueden ser afectada por el genotipo y los polimorfismos de nucleótidos individuales (PNI), modulan los contenidos en la sangre y en los tejidos de los PUFAs, que tienen un impacto en los efectos sobre la salud y biológicos. que algunas mujeres tienen una mayor capacidad para sintetizar y segregar LC-PUFAs de ambas familias que otras. Análogamente, en estudios con isótopos estables observamos diferencias interindividuales considerables en la conversión de los PUFAs endógenos [4, 5]. La hipótesis de la determinación genética de la formación de los LC-PUFAs fue investigada en 727 sujetos, predominantemente de raza blanca, con edades comprendidas entre 20 y 64 años, que habían participado en la Encuesta de la Unión Europea sobre Salud Respiratoria I (ECRHS I) [6]. Analizamos 18 polimorfismos de nucleótidos individuales (PNI) del agrupamiento génico FADS1 FADS2, que codifica para ⌬5-desaturasa y ⌬6-desaturasa, que son las dos enzimas de las etapas limitadoras de velocidad en la conversión de PUFAs a LC-PUFAs (Fig. 2). Hallamos asociaciones fehacientes de los polimorfismos menos corrientes y haplotipos reconstruidos de FADS1 y la región más alejada de FADS2, con niveles superiores de los precursores de AGPI y niveles inferiores de AGPI-CL (Fig. 2). Los tamaños de los efectos fueron considerables, con una reducción de hasta alrededor del 25% de los valores basales medios de los LC-PUFAs en los casos de los 2 PNI menos corrientes Aunque los portadores de los polimorfismos menos corrientes y sus haplotipos respectivos no mostraron diferencias en los niveles de IgE total o específica, los portadores de los alelos menores de varios PNI presentaban cocientes de probabilidad significativamente reducidos para la rinitis alérgica y el eccema atópico. En el haplotipo del locus 5, que se compone únicamente de alelos menores, se detectó sólo la 7 Omega 6 (n-6) Omega 3 (n-3) ␣-linolénico 18:3n-3 linoleico 18:2n-6 ⌬6-Desaturasa FADS2 ␥-linolénico 18:3n-6 20:2n-6 18:4n-3 (20:4n-3) araquidónico 20:4n-6 eicosapentaenoico 20:5n-3 ⌬5-Desaturasa FADS1 24:4n-6 24:5n-6 22:5n-6 20:5n-3: BL: 1,16% 1 rara: 1,06% 2 raras: 0,88% 22:5n-3 22:4n-6 ⌬6-Desaturasa FADS2 20:4n-6: BL: 10,3% 1 rara: 9,3% 2 raras: 7,9% 20:3n-6 ( ⌬6-Desaturasa FADS2 ) 22:6n-3 24:5n-3 24:6n-3 ➔ Fig. 2. Efectos de polimorfismos de nucleótidos individuales (PNI) de las enzimas ⌬6-desaturasa (desaturasa 2 del ácido graso, FADS2) y ⌬5-desaturasa (desaturasa 1 del ácido graso, FADS1) sobre los contenidos en fosfolípidos plasmáticos de los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) n-6 y n-3. Los alelos raros se asocian a niveles significativamente incrementados ( ) (en la mayoría de los casos, p⬍0,001) de ácidos grasos precursores, como el ácido linoleico (n-6) y el ácido ␣-linolénico (n-3) y niveles significativamente reducidos de LC-PUFAs, como el ácido araquidónico (n-6) y el ácido eicosapentaenoico (n-3); por su parte, el ácido docosapentaenoico (n-3) muestra una tendencia no significativa hacia niveles menores ( ). Las magnitudes de los efectos observados son considerables: los niveles medios del ácido araquidónico (20:4n-6) con dos PNI basales (BL) son del 10,3%, con una sola mutación rara, del 9,3% y con dos mutaciones raras, del 7,9%. Para el ácido eicosapentaenoico los valores respectivos son 1,16; 1,06 y 0,885. ➔ mitad de la probabilidad de rinitis alérgica (CP: 0,46; IC 95%: 0,26; 0,83) y eccema atópico (CP: 0,46; IC 95%: 0,22; 0,94). Nuestros datos resaltan la contribución de las vías de desaturación en los niveles de los PUFA n-6 y n-3 y LC-PUFAs en los lípidos séricos y la importancia crucial de su control genético, demostrando por vez primera que la composición en ácidos grasos de los fosfolípidos séricos está controlada genéticamente por el agrupamiento génico FADS1 FADS2. Los niveles hemáticos, tanto de los PUFAs con 18 átomos de carbono, denominados convencionalmente ácidos grasos esenciales, como de sus derivados biológicamente activos, los LC-PUFAs, 8 no dependen únicamente de la ingesta alimentaria sino también, en gran medida, de variantes genéticas que se hallan corrientemente en una población europea. Los PNI investigados explican el 28% de la variancia del ARA y hasta el 12% de sus ácidos grasos precursores. Basándose en esta variación genética, los sujetos pueden necesitar cantidades diferentes de PUFA o LC-PUFAs alimentarios para obtener efectos biológicos comparables. Recomendamos fehacientemente la inclusión del análisis del polimorfismo de FADS1 y FADS2 en futuros estudios de cohortes e intervención destinados a indagar los efectos biológicos de los PUFA y los LC-PUFAs, lo cual intensificaría la sensibilidad y la precisión de dichos estudios. Agradecimientos Este trabajo ha sido financiado parcialmente por la Fundación Alemana de Investigación (Deutsche Forschungsgemeinschaft, Bonn, Alemania), las becas para investigación HEI 3294/1-1 y KO 912/8-1, BMBF (NGFN) y SFB-386 (DFG) y por una beca para desplazamientos de los fondos de Boehringer Ingelheim. B.K. es el beneficiario de un Freedom to Discover Award de Bristol Myers Squib Foundation, Nueva York, N.Y., EE.UU. Bibliografía 1 2 3 4 5 6 Krohn K, Demmelmair H, Koletzko B: Macronutrient requirements for growth: fats and fatty acids; En: Duggan C, Watkins JB, Walker WA (eds): Nutrition in Pediatrics. Basic Science and Clinical Applications, 4a ed. Hamilton, Decker, en prensa. Krauss-Etschmann S, Shadid R, Campoy C y cols: Effects of fish-oil and folate supplementation of pregnant women on maternal and fetal plasma concentrations of docosahexaenoic acid and eicosapentaenoic acid: a European randomized multicenter trial. Am J Clin Nutr 2007;85:1392–1400. Koletzko B, Mrotzek M, Bremer HJ: Fatty acid composition of mature human milk in Germany. Am J Clin Nutr 1988;47:954–959. Del Prado M, Villalpando S, Elizando A y cols: Contribution of dietary and newly formed arachidonic acid to human milk lipids in women eating a low fat diet. Am J Clin Nutr 2001;74:242–247. Demmelmair H, von Schenck U, Behrendt E y cols: Estimation of arachidonic acid synthesis in full term neonates using natural variation of 13C content. J Pediatr Gastroenterol Nutr 1995;21:31–36. Schaeffer L, Gohlke H, Müller M y cols: Common genetic variants of the FADS1 FADS2 gene cluster and their reconstructed haplotypes are associated with the fatty acid composition in phospholipids. Hum Mol Genet 2006;15: 1745–1756. 9 Exploración por imágenes (moleculares): nuevos desarrollos que permiten una medicina basada en pruebas científicas J . W. H a n s H o f s t r a a t Los descubrimientos importantes y el progreso continuado en las tecnologías médicas están impulsando nuevos abordajes de la asistencia sanitaria. La calidad creciente de los datos proporcionados por el material diagnóstico, tanto in vitro como in vivo, en combinación con el conocimiento, rápidamente acumulativo, de las características moleculares de la salud y la enfermedad, contribuyen en gran medida a la medicina “basada en la evidencia” [1]. Además, la medicina preventiva y personalizada primero se agregará y, en el futuro, sustituirá cada vez más a los procedimientos actuales de diagnóstico y tratamiento basados en síntomas. La identificación precoz de los perfiles individuales (riesgo) no sólo ejercerá un impacto sobre el tratamiento, sino que puede llevar también a abordajes proactivos. Ejemplos de medicina preventiva pueden radicar en la nutrición “personalizada” e incluso en el asesoramiento más general sobre los hábitos de vida. En particular, la exploración por imágenes (moleculares) ofrece oportunidades crecientes. Los desarrollos de los sistemas de imágenes médicas, que integran cada vez más instrumentos avanzados de alta resolución con datos sofisticados y herramientas para la elaboración de imágenes con objeto de proporcionar una calidad siempre creciente de información (en lugar de datos) al profesional médico, evolucionan de acuerdo con los desarrollos de sofisticados agentes de contraste funcionales y dirigidos, que proporcionan información funcional e incluso conocimiento de los procesos bioquímicos a nivel molecular. Dado que los datos se obtienen directamente del paciente, la información puede ser aplicada inmediatamente para el diagnóstico y el tratamiento personalizados, así como la rápida evaluación de la respuesta al tratamiento. El progreso en la exploración “cuantitativa” por imágenes, que prepara el terreno a la exploración por imágenes 10 “tetradimensionales”, intensifica significativamente el empleo de los datos de las imágenes para individualizar y monitorizar el tratamiento o para evaluar el impacto de los cambios en los hábitos de vida. Gracias a los avances en las tecnologías de imágenes nucleares, como la tomografía computadorizada de emisión de fotón único (TCEFU) y la tomografía de emisión de positrones (TEP), pueden localizarse y cuantificarse concentraciones extremadamente bajas de objetivos. Estas técnicas pueden utilizarse para visualizar concentraciones nanomolares e incluso picomolares de moléculas (marcadas radiactivamente). La aplicación de trazadores radiactivos personalizados puede suministrar información directa sobre la presencia de biomarcadores de enfermedades, como las proteínas ligadas a la membrana, a través de abordajes selectivos. Además, se han desarrollado trazadores moleculares que proporcionan una monitorización funcional de los procesos bioquímicos (por ejemplo, midiendo el incremento de las velocidades metabólicas relacionadas con el crecimiento de tumores o la oxigenación tisular) por medio de la exploración dinámica por imágenes conjuntamente con un software basado en el conocimiento científico, por ejemplo, para el modelado farmacocinético. La combinación de las técnicas de imágenes nucleares, sensibles pero sin resolución muy elevada, con otras modalidades de exploración por imágenes que proporcionan datos morfológicos de alta resolución, como la tomografía computadorizada (TC) o la información funcional complementaria, la imagen por resonancia magnética (IRM) y la espectroscopia (ERM), permite disponer de herramientas muy potentes para imágenes moleculares. Por la aplicación de instrumentos avanzados para la adquisición de datos y su elaboración, la IRM es de por sí una técnica muy potente y versátil, con la opción única de utilizar el instrumento de exploración por imágenes directamente, sin la aplicación de agentes de contraste, y obtener al mismo tiempo información morfológica de alta resolución y datos funcionales y moleculares. Como ejemplos podemos citar la IRM funcional, utilizada, por ejemplo, para medir la actividad local del cerebro o la perfusión de tumores, y la ERM, que se beneficia de la posibilidad de obtener información estructural a través de la medición de informaciones moleculares. Además, la IRM puede generar imágenes de otros núcleos, además de protones (como 13C, 19F o 23Na) y puede utilizarse también para la determinación de otros parámetros, por ejemplo, la distribución del pH, la elasticidad o la temperatura. Estos enfoques tienen la ventaja de que permiten efectuar una caracterización realmente no invasiva. En el contexto del presente seminario, una oportunidad muy pertinente es el empleo de la IRM para determinar la presencia y la magnitud de tejido adiposo intraabdominal o 11 Fig. 1. Imágenes de RM en una niña de 10 años con sobrepeso. Superior izquierdo: IRM abdominal con IREE (imágenes rápidas con elaboración en estado de equilibrio) transversas reales, adquiridas como parte de una exploración por RM estándar. Inferior izquierdo: Región adiposa subcutánea. Inferior derecho: Región adiposa visceral. Las regiones adiposas se segmentaron por separado con el método de segmentación por formación de umbrales basado en regiones; las áreas pueden determinarse. Superior derecho: La grasa abdominal total se calculó como la suma de la grasa subcutánea y la grasa intraabdominal medidas, tomándose el abdomen entero como denominador para el cálculo del porcentaje de grasa abdominal. Reproducido con autorización de Siegel y cols. [3]. “profundo” potencialmente nocivo [2, 3]. El diagnóstico de la grasa profunda es un parámetro importante para la evaluación del riesgo cardiovascular (Fig. 1). Los depósitos significativos de grasa visceral han sido asociados a diversos procesos, entre los que destacan la hipertensión, la cardiopatía coronaria y la diabetes. Dado que la IRM no se basa en radiaciones ionizantes ni exige el empleo de agentes de contraste, la técnica puede aplicarse en la detección sistemática. Conjuntamente con la acción terapéutica, la IRM puede utilizarse también para determinar el efecto de, por ejemplo, un régimen dietético particular sobre la cantidad y la distribución de la grasa intraabdominal por aplicación de enfoques de exploración cuantitativa por imágenes, por ejemplo, imágenes selectivas de desplazamiento químico (“sólo grasa”). 12 La introducción de enfoques de imágenes moleculares en la práctica médica exige avances, tanto instrumentales como bioquímicos. En consecuencia, para acelerar el progreso en este nuevo ámbito de aplicación se requiere una colaboración estrecha entre compañías de tecnología médica por una parte y compañías farmacéuticas, nutricionales o de agentes de contraste por otra. Por lo tanto, la ambición de estas compañías estriba en forjar asociaciones en asistencia sanitaria con partes públicas y privadas que posean conocimientos e intereses complementarios en un contexto de “innovación abierta”. Bibliografía 1 2 3 Hofstraat JW: Molecular medicine – a revolution in healthcare; En: Spekowius G, Wendler T (eds): Advances in Healthcare Technology. Dordrecht, Springer, 2006, pp 235–246. Brennan DD, Whelan PF, Robinson KK y cols: Rapid automated measurement of body fat distribution from whole-body MRI. Am J Roentgenol 2005;185: 418–423. Siegel MJ, Hildebolt CF, Bae KT y cols: Total and intraabdominal fat distribution in preadolescents and adolescents: measurement with MR imaging. Radiology 2007;242:848–856. 13 Perfil metabólico G e r a r d T. B e r r y El concepto de individualidad química fue introducido por Garrod en 1908. La herencia de los rasgos mendelianos, incluyendo los estados patológicos, ha alcanzado un nuevo nivel de conocimiento basado en los principios modernos de la expresión génica en conexión con nuevos conocimientos del metabolismo de especies de ARN y de las proteínas. En los últimos 100 años se han identificado más de 300 perturbaciones diferentes de los perfiles de metabolitos con sus alteraciones identificadoras en la estructura y/o la función de proteínas y/o genes. Con la constatación, en 1953, de que la enfermedad indicadora, la fenilcetonuria, puede ser tratada eficazmente por medio de manipulaciones nutricionales personalizadas según las necesidades de cada individuo, se instauró prácticamente una nueva etapa de medicina metabólica, es decir, la etapa terapéutica nutricional. El lactante o el niño predispuesto de por vida a problemas cognitivos y motores debilitantes puede ser rescatado por la puesta en práctica de una prescripción nutricional específica en el desarrollo temprano. Idealmente, el tratamiento se inicia poco tiempo después del nacimiento, como consecuencia directa de la detección sistemática, universal, de enfermedades genéticas en el recién nacido. El concepto más reciente, que está empezando a imponerse en medicina, es el de la enfermedad genética compleja, tal vez la frontera final en medicina genética. No es necesario ir más allá de la fenilcetonuria para darnos cuenta que genotipos idénticos no necesariamente determinan estados patológicos o desenlaces idénticos, incluso en ausencia de una presión ambiental contundente. Los humanos son complejos y la expresión de las enfermedades también lo es, incluso aquellas que se rigen por factores mendelianos simples. Los pacientes con trastornos hereditarios que ejercen un impacto sobre el metabolismo intermediario tienen que recibir tratamiento nutricional de forma individualizada. El perfil metabólico, es decir, el conjunto de moléculas pequeñas o analitos, así como las macromoléculas de gran 14 tamaño, medidos con precisión en líquidos o tejidos corporales, pueden utilizarse para diseñar una pauta terapéutica nutricional, así como para actuar como criterio de valoración destinado a evaluar la eficacia bioquímica de la intervención. 15 Detección sistemática de trastornos metabólicos en el recién nacido: progreso reciente y desarrollos futuros P i e r o R i n a l d o , J a m e s S . L i m , S i l v i a To r t o r e l l i , Dimitar Gavrilov y Dietrich Matern La espectrometría de masas tándem (EM/EM) ha sido la principal impulsora subyacente a una expansión significativa de programas de detección sistemática en recién nacidos en los últimos años. Tras la publicación de un trabajo exhaustivo por parte del Colegio 40 20 10 0 DC IL MN MO MS IA IN ND VA CO MI PA WI TN GA UT NY CA DE HI WY MA NM OR SC AK ID MD NV SD ME NJ CT VT NE NC OH AZ FL KY AL RI LA TX NH W OK MT AR KS WV Número de procesos 30 Estados de EE.UU. Fig. 1. Número de objetivos primarios (de entre 20; 䊐) y objetivos secundarios (de entre 22; 䊏) identificados por programas de detección sistemática en recién nacidos de EE.UU. (sólo EM/EM). Datos del Centro Nacional de Detección Sistemática de Recién Nacidos y Recursos Genéticos (NNSGRC) [5], divulgado el 23 de junio de 2007. 16 Norteamericano de Genética Médica [1], en la inmensa mayoría de los estados de EE.UU. se ha adoptado como patrón asistencial un grupo de 42 errores congénitos del metabolismo de aminoácidos, ácidos grasos y ácidos orgánicos. En julio de 2007, 48 de los 51 estados de EE.UU. ofrecían ya la detección sistemática por EM/EM, una proporción que se traduce en aproximadamente el 98% del número total de nacimientos por año. No obstante, la magnitud de la puesta en práctica del grupo completo sigue siendo variable (Fig. 1), fluctuando entre el 5 y el 100% (5 estados) con un promedio global del 75%. Varios programas se muestran reticentes a incluir en su cartera el total de objetivos secundarios, a pesar de la inevitable necesidad de establecer un diagnóstico diferencial para la mayoría de marcadores de aminoácidos y acilcarnitina. Si tuvieran que eliminarse procesos de la lista de objetivos secundarios por el único motivo de no requerir un diagnóstico diferencial con respecto a un proceso primario, únicamente la argininemia y la carencia de 2,4-dienoil-CoA reductasa serían candidatas a la exclusión del grupo [2, 3]. La valoración limitada de esta realidad puede llevar a situaciones desafortunadas y, sin embargo, plenamente evitables; por ejemplo, el establecimiento de diagnósticos concomitantes en un paciente con un fenotipo bioquímico complejo o la suposición de que una masa nominal representa sólo uno de los varios compuestos isobáricos posibles. Además, ha llegado a ser cada vez más evidente la existencia de procesos adicionales potencialmente detectables por análisis de los mismos marcadores de aminoácidos y acilcarnitina [4]. La evolución de la detección sistemática del recién nacido dista de ser inútil, dado que un extenso número de procesos infecciosos, genéticos y metabólicos se hallan actualmente en fase de investigación en etapas variables de desarrollo analítico y validación clínica. En la Tabla 1 se presenta una lista representativa, aunque probablemente incompleta, de procesos que se están considerando actualmente. El desarrollo analítico de las pruebas de detección sistemática y la validación clínica a través de estudios piloto prospectivos se hallan en evolución para muchos de ellos. En EE.UU. se ha establecido un procedimiento formal con supervisión a cargo del Comité Asesor de Trastornos Hereditarios y Enfermedades Genéticas en Recién Nacidos y Niños con fines de nominación y revisión basada en la evidencia de nuevos procesos candidatos. En caso de ser aprobados, estos procesos podrían añadirse al grupo uniforme y, en consecuencia, preparar el camino para una puesta en práctica a gran escala. 17 Tabla 1. Procesos en investigación activa encaminada al desarrollo y la validación de un método de alto rendimiento dirigido a la detección sistemática de la población (listados por orden alfabético) • • • • • • • • • • • • Metabolismo de la creatina (trastornos del) Distrofia muscular de Duchenne Hipercolesterolemia familiar Síndrome X frágil Carencia de glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6PD) Enfermedades infecciosas 䉬 VIH 䉬 Toxoplasmosis 䉬 Citomegalovirus (CMV) Enfermedades de almacenamiento lisosómico (lista parcial) 䉬 Enfermedad de Fabry 䉬 Enfermedad de Gaucher 䉬 Enfermedad de Krabbe 䉬 Leucodistrofia metacromática (LDM) 䉬 SFM I, II, IV 䉬 Enfermedad de Niemann-Pick tipo A, B 䉬 Enfermedad de Pompe Inmunodeficiencia combinada grave (IDCG) Síndrome de Smith-Lemli-Opitz (y posiblemente otros trastornos del metabolismo de los esteroles) Atrofia muscular espinal (AME) Enfermedad de Wilson Adrenoleucodistrofia ligada a X (ALD-X) Bibliografía 1 2 3 4 5 18 Watson MS, Mann MY, Lloyd-Puryear MA y cols: Newborn screening: toward a uniform screening panel and system. Genet Med 2006;8(suppl):1S–252S. Sweetman L, Millington DS, Therrell BL y cols: Naming and counting disorders (conditions) included in newborn screening panels. Pediatrics 2006; 117:S308–S314. Rinaldo P, Zafari S, Tortorelli S y cols: Making the case for objective performance metrics in newborn screening by tandem mass spectrometry. MRDD Res Rev 2006;12:255–261. Rinaldo P, Tortorelli S, Matern M: Recent developments and new applications of tandem mass spectrometry in newborn screening. Curr Opin Pediatr 2004; 16:427–432. National Newborn Screening and Genetics Resource Center (NNSGRC): US National Newborn Screening Information System. http://genes-r-us.uthscsa. edu. Accessed on June 14, 2007. Alcance del problema: el fenotipo de la obesidad humana Dennis M. Bier La nutrición personalizada para prevenir el desarrollo de la obesidad o la intervención nutricional personalizada para tratar a sujetos que ya son obesos debería ser, en teoría, una cuestión sencilla. El exceso de peso corporal refleja un desequilibrio entre sólo dos términos, el aporte de energía y el gasto de energía. Además, la existencia de un desequilibrio energético se mide fácilmente sobre el terreno utilizando un instrumento simple y muy preciso: la báscula. El poder discriminatorio adicional es transmitido por otros dos instrumentos sobre el terreno, una cinta métrica y un espejo. Para cualquier persona, una ganancia de peso inapropiada indica que, independientemente de sus valores individuales actuales, el aporte energético está aumentado o la actividad física es insuficiente para la persona específica en cuestión. Por tanto, teóricamente, puede procederse a una respuesta correctora personalizada alterando uno solo o los dos términos de la ecuación del equilibrio energético. No obstante, en la práctica, la nutrición personalizada para la obesidad es, con mucho, más difícil, dado que el número de variables que participan en ambos términos es muy elevado y cada uno contribuye no sólo a una fracción pequeña, sino también diferente, de la variancia observada en cada uno de los términos. Aunque el peso corporal es considerablemente hereditario, el número de genes que contribuye al peso corporal es extenso. Además, la distribución de los “genes ponderales” que recibe un sujeto de padres obesos puede ser falseada por un acoplamiento ordenado, no aleatorio (es decir, es más probable que personas de pesos corporales similares se acoplen entre sí que con personas de pesos corporales diferentes). Además, los efectos epigenéticos sobre la expresión génica durante el desarrollo fetal, debido a la obesidad materna y/o hábitos alimentarios durante el embarazo, pueden representar efectos permanentes sobre la expresión génica en las vidas adultas de la descendencia. Lamentablemente, ignoramos los efectos en la vida postnatal temprana de las interacciones entre la alimentación y los genes, alimentación 19 y epigenes y alimentación y microbiota intestinal sobre la progresión de las vías de desarrollo que llevan a alteraciones en la grasa corporal, la distribución de la grasa corporal, la secreción de hormonas adipocíticas o la maduración del intestino y el apetito hipotalámico y los sistemas reguladores de la saciedad. Asimismo, actualmente se ha aclarado gracias a estudios de experimentación animal que el “cableado” de los circuitos neuronales hipotalámicos responsables de la regulación del apetito y la saciedad está influido por la leptina circulante durante períodos de desarrollo críticos, con el resultado de cambios permanentes en el modo de funcionamiento del sistema regulador hipotalámico e intestinal a lo largo de la vida ulterior. Por lo tanto, cabe la posibilidad de no lograr fácilmente soluciones simples para reequilibrar la ecuación del equilibrio energético durante las últimas fases de la infancia o en la vida adulta. Variables personales adicionales que son mal conocidas y, en consecuencia, no se someten fácilmente a cambios individualizados, son las que influyen sobre el desarrollo de las conductas de comida durante la lactancia y la infancia. Análogamente, nada se conoce prácticamente acerca del desarrollo de comportamientos de actividad física en los años iniciales de la vida. Por otra parte, las variables ambientales que contribuyen a determinar las conductas en torno a la comida y actividad física son casi ilimitadas. Entre las más importantes destacan las siguientes: (1) Control parental de la alimentación durante el período de lactancia crítico, cuando el niño depende por completo de sus padres con respecto a los nutrientes; (2) modelado del papel parental; (3) economía familiar y disponibilidad de alimentos; (4) influencia de los medios y la publicidad; (5) modificaciones comerciales de alimentos existentes y/o introducción de nuevos ingredientes alimentarios en la alimentación humana; (6) papel de la educación y el entorno educativo; (7) influencia de hermanos, compañeros y actividades de grupos de compañeros; (8) efectos del “entorno construido” local, leyes, preceptos y políticas sociales. Dado el número de variables y sus permutaciones, el desarrollo de modelos que permitan soluciones únicas (es decir, individuales) parece formidable. Se discutirá el alcance de este problema. Bibliografía 1 2 3 20 Maes HHM, Neale MC, Eaves LJ: Genetic and environmental factors in relative body weight and human adiposity. Behav Genet 1997;27:325–351. Rankinen T, Zuberi A, Chagnon YC y cols: The human obesity gene map: the 2005 update. Obesity 2006;14:529–644. Farooqi IS, O’Rahilly S: Genetics of obesity in humans. Endocr Rev 2006; 27:710–718. 4 5 6 7 8 9 Faith MS, Fontaine KR, Baskin ML y cols: Toward the reduction of population obesity: macrolevel environmental approaches to the problems of food, eating, and obesity. Psych Bull 2007;133:205–226. Keith SW, Redden DT, Katzmarzyk PT y cols: Putative contributors to the secular increase in obesity: exploring the roads less traveled. Int J Obes (Lond) 2006;30:1585–1594. Bloom S: Hormonal regulation of appetite. Obes Rev 2007;8(suppl 1):63–65. Rosen ED, Spiegelman BM: Adipocytes as regulators of energy balance and glucose homeostasis. Nature 2006;444:847–853. Cummings DE, Overduin J: Gastrointestinal regulation of food intake. J Clin Invest 2007;117:13–23. Wren AM, Bloom SR: Gut hormones and appetite control. Gastroenterology 2007;132:2116–2130. 21 Salud inmunitaria intestinal: una revisión mínima M i c h e l l e E . C o n r o y y W. A l l a n Wa l k e r El desarrollo fetal y la transición a partir de la matriz implican una preparación anatómica y fisiológica elegante para cambios drásticos en el entorno y la exposición. El sistema inmunitario del recién nacido no sólo exige un estado de alerta instantáneo en caso de infección perinatal sino también formación acerca de sus nuevos medios circundantes. En consecuencia, el lactante se halla en una circunstancia inmunitaria única de ignorancia preparada. En esta revisión se incorporarán datos confirmados y recientes para presentar una descripción abreviada del desarrollo inmunitario de la mucosa fetal y neonatal y algunos de los mecanismos moleculares potenciales que impulsan la homeostasis intestinal. Durante toda la gestación, el feto experimenta un ensamblaje pronosticablemente regulado de varios componentes del sistema inmunitario, así como la protección que éstos le confieren. De hecho, la plantilla básica del sistema inmunitario de la mucosa se establece muy precozmente. Es prácticamente la misma que para el sistema inmunitario sistémico, cuyo desarrollo se produce paralelamente al del sistema de la mucosa [1]. Esta diferencia llamativa entre el tejido fetal y el tejido adulto recalca la importancia crucial de la actividad reguladora en el establecimiento de la tolerancia periférica en el feto y el grado de reactividad inflamatoria [2]. De este modo, a medida que el recién nacido esté preparado para su nacimiento y entrada en el mundo contaminado, la cuestión de las respuestas inflamatorias potencialmente excesivas llega a ser crítica. Está claro que la transición de fetal a neonatal debe incluir medios a través de los cuales este fallo inflamatorio debe ser mitigado. Se ha realizado un trabajo ingente para comprender los mecanismos que subyacen a este proceso, que lleva por último al enigma de la tolerancia oral. El entorno amniótico es un medio estéril que protege de la infección al feto en desarrollo. En consecuencia, el feto es presumiblemente “estéril” antes del nacimiento. El recién nacido adquiere un bolo sano de bacterias al 22 pasar a través del canal del parto. La colonización inicial a través del parto también se altera rápidamente por la introducción de la alimentación. En un estudio realizado en 40 lactantes entre los días 3 y 21 de vida se demostró una notable variabilidad de la colonización entre los lactantes alimentados con leche materna y los alimentados con leches infantiles. En este estudio, que confirma los resultados de otros, las bifidobacterias llegan a ser las bacterias dominantes a la semana de edad en los lactantes amamantados. Los lactantes alimentados con leches infantiles muestran una flora mucho más diversa, con predominio de bacteroides [3]. En consecuencia, los bebés alimentados con leche materna experimentan más colonización microbiana “beneficiosa”. Los mecanismos que subyacen a este fenómeno aclaran la naturaleza protectora de la leche materna. En un sentido amplio, la leche materna sirve para “apaciguar” la respuesta inflamatoria hiperactiva del recién nacido. En consecuencia, resulta evidente que la capa epitelial del intestino interactúa con microbios y leche materna o infantil para conferir protección y modulación inmunitaria al recién nacido. A medida que el lactante es bombardeado con miles de millones de bacterias de potencial poder patógeno variable, el epitelio debe proporcionar una protección de barrera efectiva. Recibe la ayuda de otras células mucosas, incluyendo las proteínas antimicrobianas de las células de Paneth y el moco de las células caliciformes. Resulta ser que los receptores de tipo Toll (receptores de reconocimiento de estructuras), expresados en los epitelios intestinales, contribuyen a proteger la barrera intacta. Seguidamente, es probable que el reconocimiento de las estructuras de las bacterias colonizadas ayude al epitelio a mantener una barrera constitutiva frente a la invasión. Con una sola capa celular que constituya una separación crucial de esta índole, la reparación a través de la estimulación de los comensales es un ejemplo eficiente de coexistencia [4]. A partir del momento del impacto, el acoplamiento bacteriano inicial, el epitelio diseña medios para regular la colonización intestinal. Las bacterias utilizan glucoconjugados de la superficie celular como receptores de la adherencia epitelial. Esto se encuentra aparentemente bajo la regulación regional y de desarrollo que produce una variabilidad de la glucosilación epitelial terminal por edad y localización anatómica. Las bacterias no parecen expresar estas enzimas variablemente, independientemente de la edad o del destete. Esta relación entre presencia bacteriana y función epitelial resalta de nuevo la importancia crucial de una colonización inicial y mantenida correctamente. El paso lógico siguiente da a entender que la presencia bacteriana alternativa producirá una respuesta variada de la superficie 23 epitelial. A su vez, ésta puede alentar un efecto bacteriano menos simbiótico y más patógeno en el intestino. Esta interacción bacteriana y epitelial es convincente. Debido a su naturaleza circular, destaca nuevamente la importancia de una colonización inicial correcta [5]. En consecuencia, el feto transita desde el nacimiento hasta la lactancia con un sistema inmunitario que está preparado pero que necesariamente es utilizado a través de mecanismos reguladores. La enorme transición desde la esterilidad hasta la colonización no inflamatoria requiere respuestas adaptativas intrincadas. Esto se logra a través de diversas medidas específicas e inespecíficas, si bien la capa epitelial es primordial en la capacidad del lactante para ser colonizado sin perjuicio. Estas interacciones son cruciales, tanto con respecto a la necesidad inmediata de evitar la infección como al objetivo de tolerancia a largo plazo. En estudios recientes se ha aclarado la base molecular de la capacidad epitelial para proporcionar una función de barrera, un estado de reposo no inflamatorio y protección frente a microorganismos invasores. El recién nacido es ayudado, además, por la potente influencia inmunitaria exógena a través de la leche materna. La leche materna no sólo permite una colonización correcta sino que modula claramente la inflamación neonatal excesiva. Dado el acceso abierto de la capa epitelial intestinal al entorno, parece evidente que la intervención clínica en este locus es inevitable. Si se considera el contexto de los problemas clínicos generalizados de la alergia infantil y la enfermedad inflamatoria intestinal, la mucosa del intestino llega a ser incluso más pertinente. La adquisición para el lactante de la tolerancia local y sistémica es compleja, y todavía es necesario conocer más a fondo todos los mecanismos inmunológicos. Bibliografía 1 2 3 4 5 24 Holt PG, Jones CA: The development of the immune system during pregnancy and early life. Allergy 2000;55:688–697. Nanthakumar NN, Fusunyan RD, Sanderson I y cols: Inflammation in the developing human intestine: a possible pathophysiologic contribution in necrotizing enterocolitis. Proc Natl Acad Sci USA 2000;97:6043–6048. Harmsen HJM, Wildeboer-Veloo ACM, Alida CM y cols: Analysis of intestinal flora development in breast-fed and formula-fed infants by using molecular identification and detection methods. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2000;30: 61–67. Rakoff-Nahoum S, Paglino J, Eslami-Verzaneh F y cols: Recognition of commensal microflora by Toll-like receptors is required for intestinal homeostasis. Cell 2004;118:229–241. Nanthakumar NN, Dai D, Newburg D y cols: The role of indigenous microflora in the development of murine intestinal fucosyl- and sialyltransferases. FASEB J 2002;17:44–46. Microbiota intestinal y resistencia a la insulina: datos recientes y una lección aprendida de los tratamientos antibióticos Chieh J. Chou Desde finales del siglo XX, la obesidad comenzó a ser un problema de salud pública global. Sólo en EE.UU., más del 65% de los adultos presentan sobrepeso u obesidad [1]. Aunque es conocido que tanto factores genéticos como ambientales y conductuales contribuyen a la evolución de la obesidad, todavía no se han identificado los mecanismos específicos que podrían influir sobre la ganancia de peso. Datos recientes permiten postular que la microbiota intestinal puede tener una influencia en la obesidad y la acumulación de grasa. Análisis metagenómicos comparativos, en los que se examinó la microbiota intestinal de ratones ob/ob, han revelado que la amplitud de las divisiones bacterianas intestinales dominantes, Bacteroidetes y Firmicutes, cambian en los animales obesos en comparación con los delgados [2]. Los cambios asociados en la microbiota intestinal de ratones ob/ob afectan a su capacidad para obtener energía de las fibras alimentarias [3]. Cuando se inoculaba a ratones libres de gérmenes la microbiota intestinal de los ratones ob/ob, los animales receptores acumulaban más grasa corporal que los ratones que recibieron los contenidos fecales de un donante control, lo que da a entender la posibilidad de que la obesidad sea un rasgo transmisible [3]. En un estudio en humanos, pacientes obesos sometidos a diferentes dietas reductoras de peso experimentaron un cambio en su perfil bacteriano fecal, consistente en un aumento de Bacteroidetes y una menor presencia de Firmicutes; un resultado análogo a la predicción basada en datos de experimentación animal [4]. En el Centro de Investigación Nestlé hemos estado examinando si la microbiota intestinal desempeña un papel en la fisiopatología de la resistencia a la insulina y la diabetes de tipo 2. Tratamos de responder a esta pregunta administrando antibióticos en ratones ob/ob con 25 obesidad genética y resistencia a la insulina. Para excluir el potencial efecto secundario de los tratamientos con antibióticos sobre la ingesta de alimentos de los ratones ob/ob, incluimos también un grupo control con alimentación emparejada. Nuestros resultados demostraron que una intervención durante dos semanas con una combinación de norfloxacina y ampicilina en el agua para beber (1 g/l de cada una) suprimió significativamente el número de bacterias totales y enterobacterias en las muestras fecales de los ratones ob/ob. Las oscilaciones de la glucemia y la insulina plasmática durante las pruebas de tolerancia a la glucosa oral se redujeron en los ratones tratados. La mejora de la sensibilidad a la insulina era independiente de la ingesta de alimentos o la obesidad, dado que los ratones ob/ob con alimentación emparejada eran como mínimo tan intolerantes a la glucosa como los ratones del grupo control. La regulación por disminución de G6P y ARNm de PGC-1␣ hepáticos soportó la normalización de la glucemia en ayunas en el grupo tratado con antibióticos. Además, la esteatosis hepática de los ratones ob/ob se redujo también por el mismo tratamiento. La reducción de la expresión de genes lipógenos (ACC1 y FAS) y el incremento de la expresión de los genes de oxidación de ácidos grasos (ACO y Cyp4a10) en el hígado se correlacionaron positivamente con la reducción de la cantidad de triglicéridos hepáticos, dejando entrever que el tratamiento había cambiado significativamente el metabolismo de los lípidos hepáticos. Los datos disponibles ofrecen conocimientos alentadores sobre la interacción entre la microbiota intestinal, la obesidad y la diabetes de tipo 2. No obstante, son imprescindibles más pruebas para confirmar que la microbiota intestinal es una referencia válida para el tratamiento o la prevención de la obesidad y de la diabetes de tipo 2. Con la incipiente tecnología para medir y evaluar la microbiota intestinal, podemos explorar adicionalmente la diversidad y la complejidad del ecosistema microbiano intestinal para comprender sus implicaciones para la salud humana. Bibliografía 1 2 3 4 26 Ogden CL, Carroll MD, Curtin LR y cols: Prevalence of overweight and obesity in the United States, 1999–2004. JAMA 2006;295:1549–1555. Ley RE, Bäckhed F, Turnbaugh P y cols: Obesity alters gut microbial ecology. Proc Natl Acad Sci USA 2005;102:11070–11075. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA y cols: An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 2006;444: 1027–1031. Ley RE, Turnbaugh PJ, Klein S y cols: Human gut microbes associated with obesity. Nature 2006;444:1022–1023. Variación epigenética individual: ¿cuándo, por qué y qué? M a r c u s V. G o m e s y R o b e r t A . Wa t e r l a n d La epigenética se ocupa del estudio de cambios mitóticamente hereditarios en la expresión génica, que aparecen sin variación en la secuencia ADN original. Entre los mecanismos epigenéticos destacan la metilación de dinucleótidos CpG en el ADN, proteínas autorreguladoras que se unen al ADN y diversas modificaciones en las proteínas de la histona que compactan el ADN en el núcleo. La metilación del ADN de los restos de citosina en el seno de los dinucleótidos CpG es una de las modificaciones epigenéticas mejor caracterizadas, habiéndose demostrado que es influida por la alimentación al comienzo de la vida. Al igual que las diferencias genéticas entre personas distintas explican las diferencias individuales en la predisposición a las enfermedades, también las diferencias epigenéticas se comportan en este sentido. No obstante, actualmente poseemos pocos conocimientos de los factores que contribuyen a la variación epigenética interindividual. La variación interindividual en la metilación ha sido descrita en regiones específicas del genoma, incluso en elementos específicos capaces de transposición, genes genómicamente señalados y en el cromosoma X “inactivo” en las mujeres. Las fuentes de variación epigenética entre individuos comprenden la herencia ambiental, genética y epigenética y la variabilidad aleatoria (no explicada). Entre las influencias ambientales, se ha observado que la nutrición durante el desarrollo prenatal y postnatal temprano afecta a la constitución de la regulación epigenética en regiones génicas específicas. Proponemos que el ámbito de la nutrigenómica, que se ha centrado en el conocimiento de cómo la variación genética interindividual afecta a las necesidades de nutrientes para una nutrición óptima, debe considerar también la variación epigenética interindividual. La investigación futura aclarará no sólo los mecanismos por los cuales la nutrición influye sobre la constitución de un epigenotipo individual, sino también las formas en que las diferencias epigenéticas entre individuos podrían afectar a las necesidades nutricionales personalizadas de lactantes y niños. 27 Interacción de la alimentación inicial del lactante, la herencia y otros factores ambientales como determinantes en el desarrollo de la alergia y la sensibilización Erkki Savilahti El papel que desempeña la nutrición temprana del lactante en el desarrollo de síntomas alérgicos y sensibilización alérgica ha sido debatido durante 70 años. En su mayor parte no se ha indagado cómo la madre, a través del delicado sistema inmunomodulador de la leche materna (LM), contribuye a la maduración del sistema inmunitario del lactante, así como a su regulación, y cómo la alimentación temprana del lactante se relaciona con su predisposición hereditaria a la respuesta inmunitaria alérgica. Las interacciones entre los genes y las condiciones ambientales para el desarrollo de alergias han sido exploradas desde la década de los 90 del siglo pasado y parecen complicadas. Un mismo genotipo puede dar lugar a un aumento o a una disminución de la prevalencia de asma en función de las condiciones ambientales, como una elevada concentración de endotoxinas afrontada durante la lactancia. La interacción entre los factores genéticos y la alimentación de los lactantes ha quedado limitada a estudios encaminados a la búsqueda de una relación entre la herencia parental de alergia y la duración del amamantamiento (AM), así como unos pocos estudios sobre las características de la LM. En los 10 estudios originales destinados a comparar el desarrollo de síntomas alérgicos en niños, en quienes se utilizó la duración del AM como un factor de riesgo separado entre aquéllos con herencia parental positiva o negativa de atopia, no pudo hallarse ninguna respuesta evidente. El efecto de la alimentación temprana cambió incluso en ambos grupos, negativo y positivo con respecto a la herencia, cuando se consideraban los síntomas a las edades de 2 y 5 años. En el primer estudio, el AM prolongado constituía un riesgo de aparición de 28 síntomas alérgicos a los 2 años de edad en niños sin antecedentes familiares de alergia (AFA), si bien carecía de asociación significativa con síntomas atópicos en los lactantes negativos respecto a los AFA [1]. En los mismos niños a los 5 años, el AM prolongado se asociaba a un mayor riesgo de síntomas atópicos en aquéllos con AFA positivo, mientras que no se halló asociación alguna en aquéllos con AFA negativo [2]. Cuando el riesgo de alergia asociada al AM prolongado frente al AM corto se clasificaba en aumentado, inalterado o disminuido, de entre 9 posibles combinaciones en niños con AFA positivo o negativo, 6 combinaciones se hallaban presentes en los 10 estudios y ninguna en más de 2 estudios. Con respecto a la sensibilización, el AM prolongado constituía un riesgo en 3 de 5 informes si los AFA eran positivos y en 2 si los AFA eran negativos. El nivel reducido de los anticuerpos alimentarios IgA en la LM era un riesgo para el desarrollo de alergias [3]. Se describieron resultados contradictorios con respecto a la posible diferencia en factores inmunológicos en la LM de madres alérgicas y madres no alérgicas [3, 4]. No obstante, las citocinas de la LM no se asociaban a la aparición de síntomas alérgicos o de sensibilización [3, 4]. Las complejidades de las influencias genéticas, ambientales y epigenéticas hacen pensar en la imposibilidad de que exista una asociación simplificada de este tipo, tal como se ha buscado en esta revisión, y, en consecuencia, el análisis anterior es válido. El análisis ambiental génico que se refiere a la nutrición del lactante precisa centrarse mucho más, tanto en la definición de los parámetros nutricionales como en el criterio de valoración de la enfermedad en estudio, y deben adoptarse cuidados considerables para disponer de un entorno similar para la población en estudio en todos los demás aspectos. Bibliografía 1 2 3 4 Savilahti E, Tainio VM, Salmenpera L y cols: Prolonged exclusive breast feeding and heredity as determinants in infantile atopy. Arch Dis Child 1987; 62:269–273. Pesonen M, Kallio MJ, Ranki A y cols: Prolonged exclusive breastfeeding is associated with increased atopic dermatitis: a prospective follow-up study of unselected healthy newborns from birth to age 20 years. Clin Exp Allergy 2006;36:1011–1018. Savilahti E, Siltanen M, Kajosaari M y cols: IgA antibodies, TGF-beta1 and -beta2, and soluble CD14 in the colostrum and development of atopy by age 4. Pediatr Res 2005;58:1300–1305. Böttcher MF, Jenmalm MC, Björksten B: Cytokine, chemokine and secretory IgA levels in human milk in relation to atopic disease and IgA production in infants. Pediatr Allergy Immunol 2003;14:35–41. 29 Atención personalizada de pacientes pediátricos con cáncer K a r e n R o b i n , Ts z - K w o n g M a n y C h i n g C . L a u El objetivo en oncología ha sido siempre personalizar el tratamiento de los pacientes con cáncer para optimizar la supervivencia a largo plazo y, al mismo tiempo, reducir al mínimo los efectos secundarios del tratamiento. Esto es especialmente importante en el tratamiento de niños con cáncer, dado que los efectos secundarios potenciales del tratamiento sobre el resto del organismo en rápido crecimiento de los pacientes podrían ser inaceptables o irreversibles. Dicha personalización del tratamiento suele basarse en una evaluación de la agresividad del cáncer, así como la respuesta potencial del cáncer y el resto del organismo al tratamiento. La primera de estas evaluaciones se basa tradicionalmente en la magnitud de la diseminación de la enfermedad en el momento del diagnóstico, así como en los subtipos histológicos dentro del mismo grupo diagnóstico que se asocia con un pobre resultado. La segunda de las evaluaciones se basa en nuestras observaciones previas de la respuesta de un tipo de cáncer particular al tratamiento estándar y la toxicidad que los pacientes han experimentado. No obstante, ha resultado difícil pronosticar la respuesta al tratamiento o los efectos secundarios en un paciente concreto antes del inicio del tratamiento. En esta presentación utilizaremos la leucemia linfoblástica aguda (LLA) y el osteosarcoma pediátricos para recalcar el impacto del tratamiento personalizado sobre el desenlace clínico de los pacientes e ilustrar cómo comenzamos a intensificar la evaluación del riesgo de pacientes con cáncer por inclusión de modernos marcadores moleculares identificados por tecnologías genómicas de alto rendimiento. Uno de los escenarios de éxito considerable de la oncología clínica durante las pasadas décadas reside en el tratamiento de la LLA pediátrica, con tasas de curación que mejoraron desde alrededor del 10% en la década de los 60 hasta casi el 90% en la actualidad [1]. El factor fundamental responsable de esta notable mejora es la personalización del tratamiento, con una estratificación de los 30 pacientes basada en las características, tanto de la enfermedad como del hospedador, con objeto de optimizar el tratamiento. Mientras que la edad, el recuento de los leucocitos y el inmunofenotipo proporcionan un sistema rudimentario para la clasificación de la LLA, los factores moleculares están desempeñando un papel cada vez más importante en la individualización ulterior del tratamiento de la LLA. Tenemos una gran experiencia con la personalización del tratamiento de pacientes leucémicos, basándonos en la evaluación del riesgo descrita anteriormente. No obstante, hasta ahora dichas estrategias terapéuticas no han alcanzado un desarrollo tan perfecto en el tratamiento de los tumores sólidos debido a la falta de marcadores pronósticos validados. En los ultimos años, nosotros y otros autores examinamos la viabilidad del uso de tecnologías moleculares exhaustivas para identificar biomarcadores para propósitos tanto diagnósticos como pronósticos. Utilizando como ejemplo el osteosarcoma, ilustraremos cómo se han desarrollado y validado esos biomarcadores. Una de estas aplicaciones es el uso de una señal de identificación multigénica para pronosticar la respuesta a la quimioterapia en el momento del diagnóstico antes del comienzo del tratamiento. Recientemente comunicamos el análisis de 34 muestras de osteosarcomas pediátricos por configuración de la expresión en un intento de identificar una señal molecular que pudiera pronosticar la quimiorresistencia antes del inicio del tratamiento [2]. Identificamos 45 genes que discriminan entre buenos y malos respondedores a la quimioterapia en 20 muestras quirúrgicas (postquimioterapia) definitivas. Utilizando estos genes pronósticos se construyó un clasificador mecánico vectorial de apoyo en el que se verificó su capacidad para clasificar muestras de biopsias iniciales (antes de la quimioterapia). Se clasificaron correctamente 5 de 6 muestras de biopsias iniciales, que tenían las correspondientes muestras quirúrgicas definitivas. Cuando se utilizó este clasificador para pronosticar 8 muestras de biopsias iniciales independientes, la exactitud fue del 100%. En conclusión, a medida que seguimos mejorando nuestras estrategias en la atención personalizada de niños con cáncer, el análisis del perfil genómico ofrece una apasionante posibilidad de refinar el diagnóstico, la estratificación y el tratamiento de cánceres pediátricos. Está justificado concebir que en un futuro próximo, la asistencia pronóstica individualizada, basada en la clasificación molecular y el tratamiento dirigido, llegará a ser una realidad para los niños afectados de cáncer. 31 Bibliografía 1 2 32 Pui CH, Evans WE: Treatment of acute lymphoblastic leukemia. N Engl J Med 2006;354:166–178. Man TK, Chintagumpala M, Visvanathan J y cols: Expression profiles of osteosarcoma that can predict response to chemotherapy. Cancer Res 2005;65:8142–8150. Individualización de las ingestas de nutrientes en lactantes alimentados con leches infantiles: la leche materna como modelo Bo Lönnerdal La pauta de crecimiento de los lactantes alimentados con leches infantiles es bastante diferente de la de los lactantes alimentados con leche materna. Aunque pueden existir varios motivos para esta diferencia, que van desde respuestas endocrinas diferentes a la alimentación y la presencia de factores de crecimiento en la leche materna hasta el control diferente de la ingesta de alimentos, es sumamente probable que las diferencias en la composición de los nutrientes del alimento (leche materna o leche para lactantes) produzcan un efecto muy importante sobre el crecimiento. En la mayoría de los países, las leches para lactantes son el único alimento de la dieta del lactante durante los 4-6 primeros meses de edad, y como parte de la alimentación diversificada hasta los 12 meses o más. La composición en nutrientes de la leche materna cambia durante el período de la lactancia, sobre todo durante la primera lactancia. La concentración de proteína es muy elevada al comienzo de la lactancia (en el calostro), y supera a la de las leches para lactantes; seguidamente, disminuye rápidamente y llega a ser considerablemente menor que en la mayoría de las leches para lactantes. La composición de las proteínas también cambia durante este período, con una concentración inicial elevada de proteínas del suero de la leche y menor presencia de caseína, mientras que estas dos clases de proteínas se aproximan a una relación del 50/50 durante la mitad de la lactancia. Dado que las proteínas del suero de la leche y las caseínas proporcionan bioactividades diferentes, este cambio en la composición proteínica puede tener también consecuencias funcionales para el lactante. Por otra parte, la concentración de lactosa es baja en el calostro y luego aumenta hasta alcanzar un nivel más constante. No obstante, los oligosacáridos, que se supone proporcionan diversos beneficios fisiológicos al lactante amamantado, son 33 más elevados en el calostro, para luego reducir su concentración. La concentración de lípidos es también baja durante la lactancia inicial que, conjuntamente con la menor concentración de lactosa, produce un aporte calórico inferior (energía metabolizable) al de la leche materna posterior. Algunos micronutrientes, como el cinc, presentan también una concentración muy elevada en el calostro, y luego disminuyen significativamente hasta niveles muy inferiores a los de las leches para lactantes. Se ha señalado como objetivo que la evolución de los lactantes alimentados con leches infantiles debe ser similar a la de los lactantes alimentados con leche materna en la medida de lo posible, por lo que se han realizado esfuerzos para modificar la composición de las leches para lactantes con objeto de alcanzar este objetivo. No obstante, aunque se ha utilizado el concepto de “individualización” de la ingesta de nutrientes de lactantes prematuros alimentados con la leche de sus propias madres, no se ha realizado ningún intento sistemático para cambiar gradualmente la composición de las leches para lactantes de un modo similar a las características cambiantes de la leche materna. Aunque esto representa un reto técnico y nutricional, no es una labor imposible. A pesar de que numerosos componentes bioactivos son únicos en la leche materna, la tecnología láctea actual permite el aislamiento de fracciones de leche vacuna que pueden proporcionar por lo menos algunas de las bioactividades de los componentes de la leche materna. La adición de tales componentes a concentraciones fisiológicamente pertinentes en cada uno de los períodos del desarrollo puede dar lugar a una mejora del rendimiento de los lactantes alimentados con leches para lactantes. 34 Oligosacáridos de la leche materna: evolución, estructuras y bioselectividad como sustratos para las bacterias intestinales Bruce J. German, Samara L. Freeman, Carlito B. Lebrilla y David A. Mills La leche materna contiene una concentración elevada de diversos oligosacáridos solubles con estructuras específicas. Estas moléculas son polímeros de hidraos de carbono sintetizados por un grupo estereoespecífico de glucosiltransferasas mamarias a partir de un número relativamente reducido de monosacáridos diferentes unidos por enlaces sencillos. Hasta la fecha, esta clase de moléculas, halladas exclusivamente en leches de mamíferos y con una abundancia insólitamente elevada en la leche materna, han sido poco estudiadas, especialmente con respecto a sus funciones únicas en el contexto de la salud de lactantes que toman leche materna. Con métodos modernos, basados en la combinación de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) con espectrofotometría de masas de alta resolución, se han identificado aproximadamente 200 estructuras de oligosacáridos con una longitud que varía entre 3 y 22 unidades de glucosa. Estos métodos se utilizaron para desarrollar una espectrofotometría de masas por HPLC basada en un chip de alto rendimiento. Actualmente comercializados, estos métodos se han aplicado para examinar las estructuras de oligosacáridos de leches de varios mamíferos y en varias muestras de leche materna. La creciente complejidad estructural de los oligosacáridos en las diferentes leches de mamíferos sigue la pauta general de la evolución de los mamíferos y primates, si bien la concentración y la diversidad de estas estructuras en el homo sapiens son llamativamente más abundantes. Existe también una diversidad considerable en la estructura de los oligosacáridos entre las distintas leches maternas. Las leches de madres seleccionadas aleatoriamente contienen una cantidad de oligosacáridos que oscila entre 23 y 130 tipos diferentes. La base 35 genética, nutricional o patógena de esta diversidad no se conoce todavía, así como tampoco se han descrito, y mucho menos descubierto, las implicaciones funcionales de dicha diversidad. Por ejemplo, todavía no se sabe si las madres cuya leche contiene una mayor complejidad o abundancia de oligosacáridos proporcionan beneficios claros a sus lactantes. A pesar del papel desempeñado por la leche como única fuente de nutrientes para los lactantes mamíferos, la mayoría de los oligosacáridos presentes en la leche no son digeribles por los lactantes humanos. Esta aparente paradoja suscita preguntas obvias sobre las funciones de estos oligosacáridos y cómo sus diversas estructuras moleculares afectan a sus funciones. La función nutricional que es más frecuentemente atribuida a los oligosacáridos de la leche es su acción como prebiótico, una forma de hidrato de carbono no digerible que es fermentado selectivamente por la microflora intestinal deseable. Esta función se verificó purificando oligosacáridos de la leche materna, suministrándolos como única fuente de hidratos de carbono y midiendo el crecimiento de diversas bacterias intestinales en cultivo aislado. Los resultados confirmaron la notable selectividad para el crecimiento microbiano, atribuible a la mezcla compleja de oligosacáridos agrupados a partir de docenas de muestras de leche materna. Entre la variedad de bifidobacterias examinadas, sólo la Bifidobacteria longum biovar infantis fue capaz de crecer extensamente sobre oligosacáridos de la leche materna como única fuente de hidratos de carbono. Con objeto de comprender la base genética de las características de crecimiento excepcionales en este microorganismo, su genoma fue secuenciado por completo. Los análisis de la secuencia genómica de esta cepa revelaron aproximadamente 700 genes que son únicos para B. infantis, incluyendo una variedad de glucosidasas reguladas concomitantemente, en relación con otras bifidobacterias. Estos resultados son coherentes con una evolución concomitante de los oligosacáridos de la leche materna y la capacidad genética de seleccionar bacterias intestinales para utilizarlos. El objetivo de la investigación en curso es asignar funciones específicas a las interacciones combinadas oligosacárido-bacteria-hospedador, que surgieron a partir de esta presión evolutiva. La diversidad de oligosacáridos en las leches humanas puede contribuir a dirigir la diversidad de microorganismos en cada una de las microbiotas de los humanos durante el periodo de lactancia materna. A medida que se revele este nuevo aspecto de la biología humana, puede ser de utilidad considerable guiar el desarrollo de las bacterias en cada intestino de una forma individual a través del destete y en la constitución de su microbiota adulta y persistente. 36 Oportunidades para mejorar la salud y la nutrición del lactante humano a través de los probióticos Seppo Salminen y Erika Isolauri Los beneficios mejor documentados de probióticos específicos han sido demostrados a través de la reducción del riesgo de enfermedades gastrointestinales, como la enterocolitis necrosante, la diarrea por rotavirus, los efectos secundarios asociados a los antibióticos y el tratamiento y la prevención de enfermedades atópicas. Varios estudios de intervención, especialmente de enfermedades atópicas, se hallan en fase de evaluación y están siendo publicados en la actualidad. Los beneficios prácticos de probióticos específicos y combinaciones de probióticos específicos en la nutrición del lactante pueden residir en la modificación de la microbiota. En primer lugar, la modificación de la microbiota de la mujer gestante es importante. Este abordaje puede proporcionar beneficios para la microbiota y el bienestar de la madre durante el embarazo al influir tanto sobre la composición de la microbiota intestinal como sobre su actividad metabólica. Se ha demostrado que las bifidobacterias y las bacterias ácido lácticas son transferidas de la madre al recién nacido durante el parto y el amamantamiento. Por lo tanto, el equilibrio de la microbiota intestinal y la microbiota vaginal de una madre puede influir sobre el desenlace del lactante. La microbiota puede también predisponer a los lactantes a problemas de salud ulteriores, tal como se ha descrito en el caso de enfermedades diarreicas y atópicas y, recientemente, en relación con el desarrollo de la obesidad. En segundo lugar, los probióticos específicos pueden ser importantes para proporcionar estímulos al sistema intestinal durante el comienzo de la lactancia, con objeto de contribuir al desarrollo de una microbiota intestinal sana y de una función de barrera intestinal frente a microbios y componentes alimentarios nocivos. Las bacterias y los oligosacáridos de la leche materna pueden facilitar algunos efectos beneficiosos asociados al amamantamiento, como la protección frente a 37 enfermedades diarreicas, enfermedades atópicas e incluso obesidad. De este modo, puede ser importante corregir las desviaciones potenciales en la microbiota de los lactantes y ofrecer estímulos a los lactantes alimentados con leches para lactantes en forma de bacterias ácido lácticas y bifidobacterias probióticas seguras. Cabe la posibilidad de que las leches para lactantes suplementadas con bacterias probióticas sean capaces de imitar mejor los efectos proporcionados por la lactancia materna. El punto focal más importante en la investigación de los probióticos para la nutrición de los lactantes es identificar las propiedades individuales de los probióticos. Cada una de las cepas es diferente y las propiedades de cada cepa y cada combinación de cepas son únicas. En consecuencia, la documentación científica que subyace a los probióticos se centra siempre en cepas probióticas específicas o combinaciones probióticas específicas. La microbiota humana sana es metabólicamente activa y actúa como un mecanismo de defensa para nuestro organismo. Las desviaciones en su composición están relacionadas con situaciones patológicas múltiples, no sólo en el intestino sino más allá del tubo digestivo. Los componentes de la microbiota intestinal humana o los microorganismos que penetran en el intestino pueden producir efectos nocivos o beneficiosos sobre la salud humana y es evidente que el enfoque genómico sobre la vertiente del lactante humano y la vertiente probiótica contribuirá a formular nuevos abordajes para el beneficio de la salud del lactante. La información disponible se centra predominantemente en el papel crucial de la microbiota del lactante y las primeras etapas de colonización para la salud ulterior. En este proceso, son especialmente las bifidobacterias las que desempeñan un papel clave. El contacto entre la madre y el lactante ejerce un impacto importante sobre el desarrollo inicial. La madre proporciona el primer inóculo en el momento del nacimiento, fomenta el entorno bifidógeno a través de los galactooligosacáridos prebióticos en la leche materna e introduce bacterias ambientales a través de su piel y de otros contactos con el lactante, proporcionando de este modo los medios para fomentar individualmente el desarrollo optimizado de la microbiota bajo las condiciones ambientales existentes para cada lactante. El objetivo futuro es aclarar adicionalmente tanto las consecuencias como la sucesión de poblaciones microbianas, especialmente durante el amamantamiento y en el momento del destete. Otro objetivo consiste en caracterizar el empleo de probióticos y prebióticos específicos para influir sobre el desarrollo y el mantenimiento de la microbiota, así como el tratamiento alimentario de las descritas desviaciones en la microbiota relacionadas con la salud. 38 ¿Necesitamos recomendaciones personalizadas para lactantes con riesgo de presentar enfermedades? O l l e H e r n e l l y C h r i s t i n a We s t Históricamente, el objetivo principal de las recomendaciones nutricionales era prevenir los trastornos carenciales. Actualmente, las recomendaciones nutricionales han desplazado su foco principal desde la prevención de los trastornos carenciales hasta el mantenimiento de un buen estado de salud y la prevención de enfermedades crónicas importantes, por ejemplo, cardiopatía coronaria, obesidad, diabetes, cáncer y osteoporosis. Las recomendaciones nutricionales actuales se orientan a poblaciones y se basan en necesidades de nutrientes estimadas para dichas poblaciones, a las cuales se ha añadido un margen de seguridad para generar un aporte recomendado de energía y de cada uno de los nutrientes. En consecuencia, están concebidas para satisfacer las necesidades de la mayoría de los individuos de la población en cuestión, o subgrupos de la misma (niños, mujeres gestantes y lactantes, ancianos), independientemente de la considerable variación en la constitución genética. En el caso de lactantes con polimorfismos genéticos específicos, es decir, algunos errores metabólicos congénitos, el seguimiento de las recomendaciones actuales sería un error, por lo que sería preciso recurrir a recomendaciones nutricionales personalizadas. Otros polimorfismos genéticos conocidos, por ejemplo, la intolerancia a la lactosa del adulto, pueden variar considerablemente entre grupos étnicos y dentro de poblaciones, obligando a tenerlos en cuenta en el momento de preparar las recomendaciones, si bien éstas no son en general personalizadas. Para enfermedades poligénicas, como la diabetes de tipo 1, la celiaquía y la enfermedad alérgica, si bien el conocimiento actual es insuficiente para impartir recomendaciones personalizadas para todos los lactantes de alto riesgo, puede estar justificado proporcionar dichas recomendaciones a nivel individual basándose en la herencia, conjuntamente con 39 el genotipaje actualmente disponible para la enfermedad en cuestión, debiendo ser solicitado por los padres. Análogamente, los individuos sanos difieren en diversos polimorfismos de nucleótidos individuales. De hecho, tales polimorfismos son normales y sólo una minoría causan enfermedad o pueden causar síntomas únicamente cuando un nutriente se consume excesivamente. En el ámbito de las interacciones entre gen y alimentación, la nutrigenética y la nutrigenómica son dos conceptos incipientes. El primero aborda la importancia del genotipo (principalmente polimorfismos de nucleótidos individuales) sobre el riesgo de enfermedades de origen nutricional. Se identifican y estudian los polimorfismos genéticos para comprobar si modulan las relaciones entre la exposición nutricional y el riesgo. Por tanto, el objetivo de la nutrigenética es generar recomendaciones individualizadas con respecto al riesgo y al beneficio de componentes alimentarios específicos. La nutrigenómica aborda la relación inversa. Se centra en el efecto de componentes presentes en los alimentos sobre la transcripción génica, la proteómica y el metabolismo. Por lo tanto, el objetivo colectivo de estas nuevas tecnologías es identificar la variación genética que da la explicación de porqué algunos individuos responden de forma diferente a otros a los componentes alimentarios. La cuestión es si tales diferencias individuales impactarían sobre las recomendaciones alimentarias hasta el punto de que éstas llegaran a individualizarse para cada constitución genética. El hecho de que los nutrientes pueden poseer más de una sola función incrementa la problemática de las recomendaciones nutricionales personalizadas. Una recomendación que puede ser beneficiosa con respecto a una función determinada puede ser perjudicial con respecto a otra. Sea como fuere, estos desarrollos técnicos son herramientas prometedoras que posiblemente permitirán el refinamiento de las recomendaciones actuales para satisfacer las necesidades individuales y explorar el potencial de la nutrición individualizada. Parece probable que en el futuro será técnicamente posible ofrecer recomendaciones personalizadas a más subgrupos dentro de una población. Las cuestiones que siguen pendientes de respuesta estriban en quién pagará y quién proporcionará dichas recomendaciones. Bibliografía 1 40 Aggett PJ, Bresson J, Haschke F y cols: Recommended dietary allowances (RDAs), recommended dietary intakes (RDIs), recommended nutrient intakes (RNIs), and population reference intakes (PRIs) are not ‘recommended intakes’. J Pediatr Gastroenterol Nutr 1997;25:236–241. 2 3 Stover PJ: Influence of human genetic variation on nutritional requirements. Am J Clin Nutr 2006;83(suppl):436S–442S. Arab L: Individualized nutritional recommendations: do we have the measurements needed to assess risk and make dietary recommendations. Proc Nutr Soc 2004;63:167–172. 41 Ponentes Prof. Ingegerd Adlerberth Department of Clinical Bacteriology Göteborg University Gudhedsgatan 10 SE-413 46 Göteborg Suecia E-Mail [email protected] Prof. Gerard T. Berry Children’s Hospital Division of Genetics and Program in Genomics Harvard Medical School 300 Longwood Avenue Boston, MA 02115 EE.UU. E-Mail gerard.berry@childrens. harvard.edu Prof. Dennis M. Bier Children’s Nutrition Research Center (CNRC) Baylor College of Medicine 1100 Bates Street Houston, TX 77030 EE.UU. E-Mail [email protected] Dr. Jason Chou Chieh Nutrition and Health Department Nestlé Research Center PO Box 44 CH-1000 Lausanne 26 Suiza E-Mail chieh-jason.chou@ rdls.nestle.com 42 Prof. Bruce J. German Department of Nutrition University of California One Shields Avenue Davis, CA 95616 EE.UU. E-Mail [email protected] Prof. Peter D. Gluckman Liggins Institute University of Auckland Private Bag 92019 1023 Auckland Nueva Zelanda E-Mail pd.gluckman@ auckland.ac.nz Prof. Olle Hernell Department of Clinical Sciences, Pediatrics Umeå University SE-901 85 Umeå Suecia E-Mail olle.hernell@ pediatri.umu.se Prof. Dr. J.W. (Hans) Hofstraat Healthcare Strategic Partnerships Philips Research Laboratories/CTMM High Tech Campus 11 (HTC 11 P 2.41) NL-5656 AE Eindhoven Holanda E-Mail hans.Hofstraat@ philips.com Prof. Berthold Koletzko Division of Metabolic Diseases and Nutritional Medicine Dr. von Hauner Children’s Hospital Ludwig Maximilians University of Munich Lindwurmstrasse 4 D-80337 Munich Alemania E-Mail berthold.koletzko@ med.uni-muenchen.de Prof. Ching C. Lau Baylor College of Medicine Texas Children’s Cancer Center 6621 Fannin Street, MC 3-3320 Houston, TX 77030 EE.UU. E-Mail [email protected] Prof. Bo Lönnerdal Department of Nutrition University of California One Shields Avenue Davis, CA 95616 EE.UU. E-Mail [email protected] Prof. Piero Rinaldo Biochemical Genetics Laboratory Mayo Clinic College of Medicine 200 First Street SW Rochester, MN 55905 EE.UU. E-Mail [email protected] Prof. Seppo Salminem Functional Foods Forum University of Turku FI-20100 Turku Finlandia E-Mail [email protected] Prof. Erkki Savilahti Paediatric Gastroenterology and Immunology Department Helsinki University Central Hospital Hospital for Children and Adolescents POB 281, FI-00029 HUS Finlandia E-Mail [email protected] Prof. W. Allan Walker Developmental Gastroenterology Laboratory Massachusetts General Hospital for Children Department of Pediatrics Harvard Medical School 114 16th Street (114–35 03) Charleston, MA 02129–4404 EE.UU. E-Mail [email protected] Prof. Robert A. Waterland Department of Pediatrics and Molecular and Human Genetics Baylor College of Medicine USDA Children’s Nutrition Research Center 1100 Bates Street Houston, TX 77030 EE.UU. E-Mail [email protected] 43