Gemelos, ‘ómicas’ y medicina de precisión

El microbioma humano interesa a los científicos que buscan cómo estos ecosistemas afectan a la salud humana.

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Los científicos trabajan en enfermedades desde el alzhéimer hasta el cáncer con la llamada medicina de precisión, que aglutina varias disciplinas y tecnologías. NYT Images Los científicos trabajan en enfermedades desde el alzhéimer hasta el cáncer con la llamada medicina de precisión, que aglutina varias disciplinas y tecnologías. NYT Images

Los científicos trabajan en enfermedades desde el alzhéimer hasta el cáncer con la llamada medicina de precisión, que aglutina varias disciplinas y tecnologías. NYT Images

Dr. Timothy Spector. Dr. Timothy Spector.

Dr. Timothy Spector. Foto por: T. Del Moral

Gemelos, ‘ómicas’ y medicina de precisión Gemelos, ‘ómicas’ y medicina de precisión

Gemelos, ‘ómicas’ y medicina de precisión

En el campo científico, el concepto de ómicas se refiere al estudio de un conjunto biológico, como los genes, proteínas o un ecosistema.

Hay varias ómicas que pueden dar luces sobre aspectos de la salud, por ejemplo, la genómica, sobre la influencia que tienen los genes en la aparición de enfermedades, y la metabolómica en conjunto con la metagenómica, para comprender mecanismos que suceden entre metabolitos y genes, los cuales son de interés para el diseño de nuevas drogas.

El doctor Timothy Spector es profesor de epidemiología genética y director del registro de gemelos del Reino Unido en el King’s College de Londres. Recientemente visitó Panamá para participar en la Conferencia Internacional sobre Biomedicina y Ciencias Interdisciplinarias.

Spector ha estudiado alrededor de 11 mil gemelos idénticos por más de 20 años, la mayoría mujeres, que se han sometido a muchos tipos de exámenes realizados con muestra de sangre, orina, heces, grasa y piel, incluyendo estudios de asociación genética, metilación del ADN y secuenciación del genoma completo, entre otros, para conocer aspectos sobre la expresión de los genes, la “heredabilidad”, la influencia de los contaminantes ambientales, metabolitos, glicómica y microbiomas en el desarrollo de enfermedades.

SOBRE LA HERENCIA

Durante unos 10 años Spector y sus colaboradores trabajaron en conocer la proporción de características debidas a factores genéticos. Algunas como las pecas (90%), miopía, acné y estatura (80%), la osteoporosis (75%) y la diabetes tipo 2 (70%) tienen una alta heredabilidad, mientras que otras, como la longevidad (30%) tienen una menor. El promedio de heredabilidad de casi todas las enfermedades es de 60%.

A pesar de esto, mencionaba el Dr. Spector, no hay que asustarse ya que se pueden hacer pequeños cambios –relacionados con la dieta, actividad física y estilo de vida– para evitar o reducir la incidencia de ciertas cualidades hereditarias, entre ellas la obesidad.

Rara vez los gemelos mueren de la misma causa, algo que quizás explicara la epigenética, señaló. Con esta idea, arrancó el proyecto EpiTwin, en conjunto con investigadores de varios países, para estudiar en los gemelos, el rol de los factores epigenéticos en las enfermedades comunes y complejas.

Spector planteaba que ha surgido un negocio para detectar genes y esa información se ha estado usando para “predecir” una enfermedad, pero en su opinión, este tipo de información es más útil para “entender mecanismos”, porque al hacerlo se pueden realizar cambios que tienen un mayor efecto en el cuerpo con una droga.

Sobre la inmunidad, Spector se refirió a los estudios sobre marcadores en glóbulos blancos, de los cuales encontró una amplia diversidad. Muchos tienen un componente genético fuerte, otros no. Dos tercios del sistema inmune tiene una fuerte base genética, pero también una ambiental.

Los estudios sobre la genética de la inmunidad son cruciales para saber más sobre enfermedades autoinmunes, o por qué las personas responden distinto a una vacuna.

METABOLITOS EN SANGRE

Otro tipo de ómica es la que mide los metabolitos en sangre, los cuales son muy específicos y pueden indicar, por ejemplo, si una persona ha tomado cafeína o ibuprofeno. Si come pescado o toma vino tinto.

Según explicó el doctor Spector, en el área pediátrica de los hospitales se puede hacer un cribado en niños con ciertos síndromes y evaluar su metabolómica. Buscar respuestas en los metabolitos es más rápido que analizar los genes, y eso permitiría hacer alguna intervención lo antes posible.

Combinar la metabolómica con la metagenética ayuda a entender qué está pasando en el cuerpo, y es extremadamente útil para hacer mapas de redes de metabolitos y de genes, para diseñar drogas que puedan actuar en un punto específico.

PROTEÓMICA

Las proteínas también aportan información importante con relación al desarrollo de ciertas enfermedades, pero un problema es que no se sabe exactamente cuántas existen. Técnicas como la espectrometría de masas es útil para conocer más de las proteínas. “Las proteínas es donde está la acción”, dijo Spector. “Gran parte de la terapéutica está en esta área”.

MICROBIOMA

La ómica favorita de Spector, autor de una vasta serie de publicaciones científicas (más de 800 artículos de investigaciones) y de libros como The Diet Myth, es la del microbioma.

Hay un trillón de microbios en el colon. Si se juntaran pesarían unos dos kilos, y se han asociado a diversas enfermedades.

Spector explicó que para los seres humanos, los primeros tres años son cruciales para desarrollar un microbioma que favorezca a las células inmunes. “Los microbios son cruciales, pero en los últimos 40 años se han tratado de destruir”.

Cuando un bebé nace por el canal de parto adquiere los microbios de la madre. Así fue diseñado por millones de años de evolución. Al pasar su cabeza, los microbios entran en su boca y colonizan sus intestinos. Esa flora es esencial para digerir la leche materna y tener un sistema inmune saludable. En ese sentido, planteó, las operaciones de cesárea son contraproducentes porque no permiten que el bebé obtenga los microbios de su madre.

El carecer de esa flora intestinal aumenta el riesgo de tener alergias y obesidad. Otro enemigo del microbioma son los antibióticos.

En los gemelos se ha observado que aunque comparten hasta un 99% de sus genes, sus microbiomas son diferentes, y eso podría explicar la presencia o no de enfermedades en gemelos idénticos.

Los microbios tienen 200 veces más genes que nosotros, producen enzimas, químicos, vitaminas, son extremadamente importantes para la salud. En el mismo estudio, detalló Spector, se vio que hay algunos microbios asociados con la delgadez, como la bacteria Christensenella. Al analizar muestras de heces de gemelos, se encontró evidencia que sugiere que esta brinda protección contra la obesidad. En experimentos con ratones, a los que alimentaron con comida chatarra, se vio que si tenían la bacteria seguían delgados.

El tema fascinó a Spector, quien se sometió a sí mismo y a su hijo a experimentos. Tras seguir por 10 días una dieta exclusivamente de un restaurante de comida rápida, su hijo perdió el 40% de su flora intestinal. El investigador sustenta que la diversidad de microbios intestinales es útil para predecir la salud de una persona.

Si se quiere diversificar la flora intestinal, es necesario consumir comida variada y “real”, como vegetales, frutas y granos, y evitar químicos como emulsificantes, etc. Los antibióticos son un desastre para la flora intestinal, como una bomba atómica. También se ha visto una asociación entre el consumo de antibióticos y la obesidad.

El tema ha generado interés, porque incluso se han creado cápsulas de heces fecales congeladas de humanos para atacar las infecciones intestinales. En Estados Unidos se ha probado incluso el trasplante de heces de un donante sano para personas afectadas con la bacteria C. difficile con un 90% de éxito (ver infografía).

El microbioma de los intestinos se ha asociado incluso con diabetes y autismo, pero hacen falta más estudios al respecto.

El Hospital General de Massachusetts en Boston ha anunciado que hará este año un estudio clínico sobre el trasplante de microbiota fecal, la obesidad y el metabolismo, para evaluar el impacto de las bacterias intestinales en el peso corporal.

Existe incluso el OpenBiome, una organización sin fines de lucro dedicada al tema de los trasplantes de microbiota fecal.

Por el momento, Spector recomienda tratar los intestinos como un “perfecto jardín inglés”, con mucha diversidad, cambiando la tierra, esparciendo probióticos, evitando las toxinas (químicos en la comida) y el abuso o mal uso de antibióticos. “La diversidad es la clave”.

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