sesión 1. epigenética y ambiente · estudios epidemiológicos en humanos sobre epigenética y...
TRANSCRIPT
Sesión 1. Epigenética y ambiente
Profesor Gisselle Pérez Machado
EpiDisease SL
EPIGENÉTICA EN MEDICINA
Sumario
• Factores nutricionales como moduladores epigenéticos.Efecto de distintos tipos de dietas
• Recapitulación conceptos epigenéticos
• Contaminantes como moduladores epigenéticos: El ambienteen el origen fetal de enfermedades, Riesgos transgeneracionales
Cambios epigenéticosRecapitulando…
“Cambios en la expresión de los genes, heredables pormitosis y/o por meiosis, que no entrañan modificación en lasecuencia del ADN; se producen por causas externas, ypueden ser reversibles”
..” Interruptores queencienden y apagan genes, elambiente controla estosinterruptores “
Epigenética y ambiente
Genotipo- Ambiente –Fenotipo Genética-Epigenética
Los hábitos: diálogo genoma-ambioma
Epigenética Ambiental
Factores metabólicos
Hiperglicemia Hipoxia Inflamación Disruptores endocrinosDesórdenes endocrinos Microbiota intestinal Infecciones
Factores nutricionales
Donantes de metilo Dietas ricas o pobres en proteínas y/o calorías Ácidos grasos Antioxidantes Minerales Compuestos vegetales (polifenoles, isoflavonas)
Factores estilo de vida
TabaquismoAlcohol EjerciciosEstrés oxidativoLuz UVMedicamentos
betaína genisteína
vitamina A,B6, C
polifenoles y zinc
Alimentos y metilación
1) La disponibilidad de grupos metilo para la formación y mantenimiento de SAM.
DM
Alimentos y metilación
2) El uso de metilo por cambios en la actividad enzimática (metiltransferasa ydesmetilasa).
AlcoholCH3-CH2-OH
Altera el metabolismo de folato ymetilación de ADNAfecta la concentración de ARNm deenzimas DNMT en espermatozoides.
Exceso de Vit A reduce utilizaciónmetilo provenientes de SAM,hipometilación global, hipermetilaciónen regiones específicas
Vitamina A
Vitamina C Deficiencia produce hipermetilación
Fitoestrógenos hipermetilación oncogenes
EGCGinhibe DNMT, hipometilación, Y activación HDAC.
Minerales Cd, Se, As, Zn hipometilación global
susceptibilidad acáncer
altera improntagenómicapaternadesarrollo fetalanormal
Early Epigenetic Nutrition ‘Memory’ CouldProgramYou for Obesity Later in Life
Grape-derived compounds may
epigenetically promote resilience
against depression.
The Potential Epigenetic and Anticancer
Power of Dietary Flavones
Apigenina, Luteolina como DNMTi y HMTi
Source: Kanwal, R., et al. (2016). Dietary Flavones as Dual Inhibitors of DNA Methyltransferases and HistoneMethyltransferases. PLOS One. 11(9).
Polifenoles de frutas, vegetables, olives, y chocolate antioxidants through epigenetic modulation of DNA methylation
Contenido
• Factores nutricionales como moduladores epigenéticos.Efecto de distintos tipos de dietas
• Modulación epigenética
• Contaminantes como moduladores epigenéticos: El ambienteen el origen fetal de enfermedades, Riesgos transgeneracionales
OMS13 millones de muertes24% de enfermedades 98-99% cánceres 85-96% c. pediátricosse relación con causasambientales
Otros
PAH
Metales pesados
Aceite mineralesHidroc
Aromáticos
HidrocClorinados
DisrpEnd.
Metales
PM
Enfermedadesrespiratorias, CV, einmunes, obesidad,diabetes tipo II,hipertensión, asma,esquizofrenia
Metales Arsénico, Níquel, Cadmio, Plomo
Hallados niveles “preocupantes” de arsénico en potitos de arroz
AsErosión de las rocas Incendios forestales, Emisiones industriales Conservante de la madera, Herbicida o insecticida
Programación fetal de enfermedadesexpresadas en la etapa adultaDesarrollo temprano (o evolutivo) de la salud y la
enfermedad (hipótesis de Baker) (DOHaD)
Hambruna holandesa (1944 -1945) vínculo entre la dieta
materna y salud futura de descendientes
Bastiaan Heijmans, 2008
Malnutrición materna
Marcus Pembrey y Lars Olov Bygren 2014
Hambruna Överalix (Suecia) vínculo entre la dieta
paterna y salud futura de descendientes
Malnutrición paterna
Hambruna de China 1958-1961 (Mao )
Aumento expresión del gen placentarioCYPA1, más formación de aducto ADN-hidrocarburo aromático policíclicosuprime actividad de histonas desacetilasas
Afectaciones fetales (desarrollo,peso), y posteriores (asma, y susceptibilidada enfermedades)
TABACO
Estudios mutigeneracionales .
Metilación del gen NR3C1 (receptor de glucocorticoides), niveles maternos altos de corticosterona
Afectaciones fetales(retardo de crecimientointrauterino)consecuencias neurobiológicas:ansiedad, depresión, exceso defármacos, desajustes dememoria.
Retos en Epidemiología ambiental epigenética.
Heterogeneidad celular, tisular y dependiente del contexto del epigenoma
Limitación en la accesibilidad al tejido y, al enfoque al nivel celular
Factores de confusión no controlados
Desbalance en las investigaciones epigenéticas a favor de metilación delADN, siendo limitados para PTMs de histonas (exámenes de niveles"globales" de histonas modificadas) y niveles de ARN no codificante
Limitación metodológica de no relacionar la variabilidad genética con la razao la etnicidad y los mecanismos epigenéticos
La mayoría de los estudios considerando exposiciones individuales, pero incluso en las condiciones más controladas, el entorno real ambiental es de mezclas complejas.
Estudios epidemiológicos en humanos sobre epigenética yambiente aportaran evidencias de su potencial como marcadoresde riesgo y moduladores a enfermedades
Agentes externos como dieta , estilos de vida y contaminaciónambiental pueden modificar el epigenoma
La influencia ambiental sobre el epigenoma tiene una ventanacritica en la etapa embrionaria y fetal, afectando la salud en la vidaadulta del individuo y sus descendencia
Conclusiones
Yoldi, F. I. M., & Hernández, J. A. M. (2015). La nutrición personalizada a través de la epigenómica. Mediterráneo económico, (27), 345-361.
Marsit, C. J. (2015). Influence of environmental exposure on human epigenetic regulation. Journal of Experimental Biology, 218(1), 71-79.
Ding R, JinY, et al. (2016) H3K9 acetylation change patterns in rats after exposureto traffic-related air pollution. Environmental toxicology and pharmacology.;42:170-5..Easwaran H, Tsai HC, Baylin SB (2014) . Cancer epigenetics: tumor heterogeneity, plasticity of stem-like states, and drug resistance. Molecular cell. 5;54(5):716-27.
Campbell RM, Tummino PJ. (2014) Cancer epigenetics drug discovery and development: the challenge of hitting the mark. The Journal of clinicalinvestigation.;124(1):64-9. PubMed PMID: 24382391.
Kanherkar RR, Bhatia-Dey N, Csoka AB.(2014) Epigenetics across the human lifespan. Frontiers in cell and developmental biology. 2014;2:49.
Referencias
GRACIAS
El reto consiste en descifrar los mecanismos por los cuales el entorno modifica el ADN, cuál es la durabilidad de estas marcas y cómo podemos utilizarlas en nuestro propio beneficio para cambiar nuestro destino o, incluso, el de nuestros descendientes. La epigenética se introduce el concepto de «libre albedrío» en nuestra idea de genética y, con ello, una innegable responsabilidad.