Revista de glucómica y lipidómica
Acceso abierto
ISSN: 2153-0637
ISSN: 2153-0637
Subrahmanyam Vangala
Estudiar la genómica versus la metabolómica en el diagnóstico de enfermedades. Este estudio se centra en la metabolómica en el diagnóstico de enfermedades y cómo un enfoque combinado de genotipo y fenotipo puede ayudar en el diagnóstico preciso de enfermedades, especialmente en las primeras etapas de la enfermedad. A pesar de los muchos avances tecnológicos, el diagnóstico certero de las enfermedades, es un gran escollo en el mundo médico para una atención eficaz y de precisión al paciente. La enfermedad tarda hasta dos décadas en ser detectada y el diagnóstico de etapa tardía no se trata y se desperdician muchos miles de millones de dólares en la atención del paciente. La razón principal es que la biología de los mecanismos de iniciación y progresión de las enfermedades es demasiado compleja con una cascada silenciosa de eventos durante dos décadas sin síntomas importantes y, por lo tanto, la enfermedad puede escapar del diagnóstico temprano. El diagnóstico convencional de la enfermedad en etapa tardía se ve favorecido por resonancias magnéticas, tomografías computarizadas, análisis histopatológicos de biopsias combinados con química clínica, pero sin opciones de tratamiento curables. Por lo tanto, desafortunadamente, muchas veces solo se aplican intervenciones quirúrgicas invasivas para el tratamiento, prolongando la vida del paciente, con opciones de tratamiento inasequibles. El descubrimiento de nuevos medicamentos también se ve obstaculizado por la complejidad de la biología de la progresión de la enfermedad. En las últimas dos décadas, los diagnósticos centrados en la genómica se han convertido en el foco principal para identificar enfermedades, pero sus aplicaciones en el mundo médico para un diagnóstico preciso de enfermedades aún están lejos de la realidad. Además, el diagnóstico genético identifica muchas mutaciones en una enfermedad, por ejemplo, más de 800 mutaciones en trastornos autistas que dejan perplejas a las comunidades científicas. Descubrir nuevos objetivos tempranos del proceso de iniciación de la enfermedad es muy crucial y, por lo tanto, susceptible de tratamientos profilácticos para prevenir la progresión de la enfermedad. Ahora que se ha establecido el conocimiento científico de los nutrientes que son la base de las enfermedades por deficiencia de nutrientes, determinar el papel de la dieta en la regulación metabólica se ha convertido en un objetivo científico clave deinvestigación en nutrición . La importancia de la dieta para la salud se ha vuelto aún más obvia al darse cuenta de que muchas de las enfermedades modernas de la vida son el resultado de desequilibrios metabólicos sutiles pero crónicos relacionados en parte con la dieta. Aunque muchas de las enfermedades que la medicina ha tratado con éxito durante el último siglo han sido las causadas por toxinas exógenas u organismos patógenos, las enfermedades metabólicas, como la aterosclerosis, la obesidad, la hipertensión, la diabetes tipo 2, la osteoporosis y diversas enfermedades inflamatorias, son causadas por desequilibrios crónicos . de las rutas metabólicas normales. Por lo tanto, estas enfermedades plantean un gran desafío para todos los aspectos de la intervención tradicional de salud pública, incluida la nutrición. Las dietas son parte del problema y la nutricióndebe jugar un papel vital en la prevención de enfermedades metabólicas . El equilibrio metabólico responde no sólo a la presencia de nutrientes esenciales en los límites de su adecuación, sino también a la proporción de nutrientes esenciales ya la abundancia de componentes no esenciales en la dieta. Dado que las estrategias dietéticas buscan modificar el metabolismo para obtener beneficios para la salud, la importancia de comprender con precisión la cantidad óptima de cada nutriente lleva a la necesidad de redefinir la seguridad de los nutrientes consumidos en cantidades más allá de las necesarias para la adecuación. Deben establecerse nuevas estrategias, tecnologías y conocimientos para evaluar tanto la eficacia como la seguridad de las dietas diseñadas específicamente para influir de forma crónica en el metabolismo. Tecnologías genómicasInvestigadores de diagnóstico, productos farmacéuticos y nutriciónestán desarrollando nuevos enfoques para reconocer, prevenir y revertir los desequilibrios metabólicos. Las nuevas armas en el arsenal científico para apoyar estos enfoques son las herramientas que surgen de la genómica y las tecnologías de expresión génica global. Además de proporcionar nuevos conocimientos sobre los genes y sus funciones, la genómica ha impulsado un cambio en la perspectiva de los científicos biológicos: “el enfoque de sistemas”. Hasta hace poco, los estudios rigurosos para comprender las reacciones biológicas, las estructuras, los catalizadores y las señales de la vida eran en gran medida reduccionistas. Los científicos redujeron sus intereses biológicos a esferas cada vez más estrechas para comprender los mecanismos moleculares. Los nutricionistas también prestaron mayor atención a los detalles moleculares para comprender cómo los nutrientes de la dieta ejercen sus efectos sobre la biología. Estos enfoques, aunque tienen éxito en la comprensión de mecanismos específicos, pierden la capacidad de examinar el comportamiento más amplio de organismos biológicos completos. Las tecnologías genómicas, sin embargo, cambian la estrategia deinvestigación en nutrición . Ahora es posible medir simultáneamente miles de eventos biológicos en detalle molecular. Con estos principios establecidos, los científicos están ampliando el análisis de la expresión génica y su perspectiva global para examinar las otras capas de la organización biológica, las proteínas y los metabolitos. Los aumentos masivos en el poder de las computadoras están en el centro de estos logros científicos. La expansión en las capacidades de gestión de datos computarizados que ha hecho posible la genómica también permite ver un nuevo futuro para la intervención nutricional: la salud personalizada. Los científicos de todas las disciplinas biológicas están adoptando la genómica impulsada por computadora como la clave definitiva para comprender la biodiversidad. Las diferencias entre virus patógenos y benignos.y las bacterias están surgiendo de la investigación genómica. Curiosamente, el campo de la nutrición se está moviendo hacia el complejo tema de la biodiversidad y la variación entre humanos individuales. La genómica no será la única, y probablemente no la más importante, plataforma para la nutrición. Los científicos de la nutrición utilizarán los productos posteriores de los genes con detalle -ómico, proteómico y metabolómico. Evaluación de la eficacia y la seguridad en la era posgenómica En la salud pública tradicional, saludable se define por la ausencia de enfermedad. En efecto, los individuos son “diagnosticados” por la presencia de varias enfermedades utilizando una gran batería de biomarcadores cuya presencia refleja la presencia explícita o las consecuencias de patógenos, toxinas, desregulacióncélulas o deficiencias de nutrientes. Estos diagnósticos identifican simultáneamente la presencia y la base fisiológica de la enfermedad. Se considera que las personas están sanas si emergen de una batería completa de diagnósticos sin demostrar la presencia de ningún biomarcador de enfermedad. Esta estrategia ha sido muy eficaz durante décadas, si no siglos. Pero a medida que la ciencia médica ha tenido éxito en el tratamiento de ciertas enfermedades, los problemas de salud restantes han demostrado ser distintos en sus propiedades y, por lo tanto, requieren estrategias claramente diferentes para la detección, prevención y cura. Las enfermedades que resultan de desequilibrios metabólicos crónicos a largo plazo no necesariamente producen biomarcadoresdel daño hasta que la enfermedad esté bien establecida. Aún más inquietante, no es posible revertir las enfermedades crónicas simplemente restaurando el equilibrio normal de aspectos específicos del metabolismo. Claramente, la prevención es necesaria como la restauración del metabolismo óptimo antes de que ocurra el daño. Sin embargo, si se van a revertir los desequilibrios en el metabolismo antes de que se produzca un daño explícito, es necesario ser capaz de detectar el propio desequilibrio metabólico, es decir, solicitando una evaluación metabólica. Además, la evaluación metabólica debe ser relativamente global para determinar posibles desequilibrios en cualquier vía que pueda conducir a la enfermedad. aterosclerosises un ejemplo de una enfermedad que afecta a una gran proporción de la población y que no es causada por un agente exógeno agudo, sino por un desequilibrio crónico del metabolismo endógeno del colesterol. Lecciones aprendidas de la batalla contra la aterosclerosisestán demostrando ser valiosos en el desarrollo de estrategias para combatir otros problemas metabólicos con un importante componente nutricional. El colesterol es una molécula muy difícil de analizar cuantitativamente, sin embargo, durante décadas los científicos desarrollaron métodos cada vez más precisos para medir el colesterol en el compartimento sanguíneo. Con estas tecnologías implementadas, los investigadores clínicos adoptaron la medición rutinaria del colesterol en la sangre para correlacionar estas medidas con las probabilidades relativas de desarrollar aterosclerosis. La historia ya da fe del éxito de estas investigaciones, aunque hay que reconocer que la inversión científica fue masiva y casi cuatro decenas de premios Nobel recibieron su premio por trabajar sobre el colesterol. Debido a su éxito, los individuos son monitoreados rutinariamente por su colesterol en sangre en términos altamente cuantitativos. Los datos personales sobre las concentraciones de colesterol están disponibles tanto para los médicos como para las personas. Con esta información metabólica crítica disponible, varios aspectos de la ciencia y la industria trabajaron para comprender cómo las personas pueden cambiar sus concentraciones de colesterol a través de la dieta.drogas y ejercicio. Este conocimiento permite a cada individuo evaluar la información personal sobre el colesterol tanto como riesgo y, lo que es más importante, cómo pueden cambiar su metabolismo a través de medicamentos, dieta y estilo de vida para reducir su riesgo personal. Estados Unidos implementó esta estrategia como política pública al establecer un proyecto nacional muy ambicioso, el Programa Nacional de Educación sobre el Colesterol. Reducir el colesterol se convirtió en un objetivo público. Cuando las personas sanas sabían que estaban en riesgo de sufrir una enfermedad cardíacadebido a sus niveles de colesterol se hizo evidente el valor de los fármacos que actuarían para reducir el colesterol. Este único marcador de pronóstico es ahora la base de un mercado farmacéutico multimillonario que brinda un beneficio significativo a millones de personas al reducir el riesgo de enfermedades. Ahora es posible fusionar los principios exitosos desarrollados a través de la investigación del colesterol y la aterosclerosis con las nuevas tecnologías de la genómica y la nutrición para avanzar con una estrategia más amplia y completa sobre la salud metabólica. Los elementos clave de estas nuevas estrategias son distinguir los biomarcadoresdesde perfiles cuantitativos de metabolitos, para pasar de recomendaciones de población a orientación individual, para combinar objetivos bioquímicos aislados en un metabolismo integrado y para aumentar el conocimiento de los nutrientes esenciales para abordar las dietas en general. La nutrición está avanzando en esta estrategia, ampliando así su influencia dramáticamente y brindando una oportunidad para mejorar la salud pública a través de la prevención de enfermedades. En este nuevo paradigma de la salud, la toxicidad y la eficacia de los alimentos y los componentes de los alimentos también se están reexaminando.