Post on 22-Apr-2015
Nutrigenômica
Ciências Ômicas
Etimologicamente, ômica "Omics" significa o estudo global de algo. Assim, a genômica- é de todos os genes, a proteômica- de todas as proteinas, a > transcriptômica- de todos os transcriptos (DNA-RNA), e a metabolômica - do perfil metabólico de uma dada célula, tecido, fluido, orgão, organismo num dado instante. De uma certa forma representa a bioquímica pós-genômica.
Etapas de Estudo
Cada uma das etapas do processo de
"fabricação" de proteínas tem sido, nas
últimas décadas, foco preferencial de áreas
científicas mais ou menos determinadas.
Assim, a GENÔMICA seria a disciplina
responsável pela decodificação das
informações genéticas contidas no DNA.
Etapas de Estudo
A TRANSCRIPTÔMICA abordaria a
transcrição e transporte desses dados
pelo RNA
Transcriptômica
Changes in gene expression in skeletal muscle in response to fat overfeeding in lean men.Obesity (Silver Spring). 2007 Nov;15(11):2583-94.
Uso da transcriptômica como ferramenta para monitorar a resposta a dieta.
Genes indicados nos boxes brancos expressam menos e os indicados nos boxes escuros expressam mais, em pessoas submetidas a uma dieta rica em gordura por 28 dias.
Silenciando Genes
Zeisel SH.Nutrigenomics and
metabolomics will change clinical
nutrition and public health practice:
insights from studies on dietary
requirements for choline.Am J Clin Nutr.
2007 Sep;86(3):542-8.
DNA methylation can silence gene expression. Methylation of cytosine .
Etapas de Estudo
A PROTEÔMICA faria um mapeamento
das proteínas existentes em cada
organismo
No laboratório
Eletroforese 2DMétodo para separação e visualização de
proteínasSeparação por carga e massa
Espectometria de MassaAnálise de alta confiabilidade e identificação
de proteínas.Fragmentação de proteínasAnálise de peptídeos
Influência da Vitamina C
Etapas de Estudo
A METABOLÔMICA mostra os efeitos
metabólicos em cada organismo.
Tratamento com Vit C. Mutação no gene PMP22 e
neuropatia periférica
Nos alimentos
Plant metabolomics and its potential application for human nutrition.Physiol Plant. 2008 Feb;132(2):162-75.
NUTRIGENÔMICA
Nutrigenômica é um ramo onde a tecnologia genômica é usada, junto com técnicas nutricionais e bioquímicas, para determinar os mecanismos pelos quais os alimentos e seus compostos individuais modulam processos que ocorrem nos tecidos do corpo humano
NUTRIGENÔMICA
Tecnologia genômica: poderá demonstrar alterações das proteínas (proteômica) e do metabolismo (metabolômica);
Teria-se um nutrigenomograma: perfil metabólico de cada indivíduo.
APLICAÇÃO DA NUTRIGENÔMICA
NUTRIGENÔMICA
Nutrigenômica + transgênicos: grandes perspectivas de determinar as necessidades de nutrientes de cada pessoa, suprindo-as;
Prevenção do efeito de alguns polimorfismos genéticos relacionados à nutrição
NUTRIGENÔMICA
Percebe-se assim que as ciências
nutricionais aproximam-se da genética
no sentido de trabalharem juntas no
avanço da aplicação da tecnologia
gênica na produção de alimentos
geneticamente modificados
Futuro = Comparar o padrão genético e nutricional do indivíduo a partir do seu nascimento;
Analisar deficiências nutricionais que influenciarão na prevenção e no tratamento de doenças = propiciar maior longevidade do ser humano, reduzindo o uso de medicamentos
Estudos interessantes em Nutrigenômica
Ingestão de Gordura
Ordovas JM (2002): Dietary fat intake determines the effect of a common polymorphism in the hepatic lipase gene promoter on high-density lipoprotein metabolism: evidence of a strong dose effect in this gene-nutrient interaction in the Framingham Study. Circulation 106, 2315–2321.
RESPOSTA AO PUFA
Trabalho feito na FMRP/USP, Prof. Zago (1997)
Polimorfismo –Definição
Ocorrência em uma mesma população e ao mesmo tempo de 2 ou mais formas distintas de um gene, sendo que o alelo mais freqüente não tenha freqüência maior que 99%.
Um sistema polimórfico tem pelo menos ~2% de heterozigotos.
Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)
Tipo de marcador molecular capaz de
diferenciar indivíduos por meio de variações
em apenas um nucleotídeo de seqüências de
DNA que codificam (ou não) genes.
Polimorfismo de nucleotídeo único (SNP)
Os SNPs mais comuns, encontrados em diferentes
espécies, são os de transição (em que uma base
púrica é substituída por outra púrica) e de
transversão (em que uma base púrica é substituída
por uma pirimídica, ou vice-versa).
Polimorfismo não é MUTAÇÃOMais de 100 doenças foram associadas aos polimorfismos
Pode ser a trocaCG x GT
ou o mais comumCC x CG x GG
SNP x Colesterol
Kathiresan S et al. Polymorphisms
associated with cholesterol and risk of
cardiovascular events.N Engl J Med.
2008 Mar 20;358(12):1240-9.
SNP QUE INFLUENCIAM O METABOLISMO LIPÍDICO
Quantidade SNPs
SNP x Obesidade
Yanagica et al. Association of single-nucleotide polymorphisms in MTMR9 gene with obesity.Hum Mol Genet. 2007 Dec 15;16(24):3017-26.
Identificou uma associação entre o fenótipo de obesidade (IMC > 30 kg/m2) e umSNP (rs2293855) localizado no cromossomo 9 (MTMR9 gene), no segmento 8p23–p22.
Efeito do Jejum (A)
ou da dieta rica em
gordura (B) na
expressão de
MTMR9, NPY, AGRP
e POMC. MTMR9 foi
o único associado a
obesidade.
SNP x Obesidade
Hinney A et al. Genome Wide Association (GWA) Study for Early Onset Extreme Obesity Supports the Role of Fat Mass and Obesity Associated Gene (FTO) Variants.
PLoS ONE. 2007 Dec 26;2(12):e1361.
SNP x obesidadeGWA (Genome-Wide Human SNP Array 5.0) analisou 440,794 SNPs para verificar seus efeitos na obesidade extrema, comparando 487 obesos e 447 pessoas normais.
Foram identificados 15 SNPs mas somente o FTO (fat mass and obesity associated gene) mostrou correlação.
2 SNP x Obesidade
Chu et al, Association of morbid obesity with FTO and INSIG2 allelic variants.Arch Surg. 2008 Mar;143(3):235-40
Obesos que foram selecionados para Cirurgia Bariátrica, dois genes FTO e INSG2 (gene que regula a insulina).
Combinação dos dois SNP
Parece que o tal FTO....
Peeters A, Variants in the FTO gene
are associated with common obesity in
the Belgian population.Mol Genet
Metab. 2008 Apr;93(4):481-4.
Foram encontradas associações entre
o FTO com o peso (p = 0.017), IMC (p
= 0.003), Massa gorda (p = 0.013).
SNP x Obesidade
Price RA, Li WD, Zhao H.FTO gene SNPs associated with extreme obesity in cases, controls and extremely discordant sister pairs.
BMC Med Genet. 2008 Jan 24;9:4.
FTO novamente
FTO é um gene localizado na região cromossômica 16q12.2. Recentemente vários estudos tem encontrado associação entre os seus polimorfismos (SNPs) com o IMC e a obesidade, especialmente os: rs1421085, rs17817449, and rs9939609.
Dentro da família
Foi detectada uma associação significante
entre a obesidade (IMC > 40) com alelos dos
3 SNPs mas a associação mais forte foi com
o rs1421085
Um subgrupo de 99 casos entre irmãs
extremamente discordantes (IMC <25 x IMC
> 40 kg/m2) mostrou associação com o
rs17817449
Dislipidemia: 20 mil pessoas (jan 2009)
Evidence for a strong genetic influence on the
childhood adiposity despite the force of the
obesogenic environment
(Am. J. Clin. Nutr. 87: 398-404, 2008)
Evidência para uma forte influência
genética sobre a adiposidade na
infância apesar da força do ambiente
“obesogênico”
OBESIDADE INFANTIL NOS ÚLTIMOS 15 ANOS
Mudanças no ambiente
Estudos com gêmeos: natureza e criação
Monozigóticos X Dizigóticos
“O estudo com gêmeos pode estimar a extensão na qual o ambiente familiar torna os seus membros mais semelhantes do que seria esperado devido a sua similaridade genética (efeito do ambiente comum)”
GENÓTIPO MEIO AMBIENTE FENÓTIPO
•Estudos prévios mostram que a variação do IMC é
devido às diferenças genéticas herdáveis, com uma
herdabilidade em adultos estimada numa margem
de 55-85%.
CASUÍSTICA E MÉTODOS:
•Gêmeos nascidos na Inglaterra de 1994 a 1996
•Teste de zigosidade
•Obtenção das medidas: altura, peso e CC
•Participantes: 5092 pares de gêmeos
1813 monozigóticos (845H e 968M)
3279 dizigóticos (818H e 840M; 1621 eram de sexo
oposto).Análise estatística:
CASUÍSTICA E MÉTODOS:
A diferença na correlação dos pares entre gêmeos mono e
dizigóticos fornece uma estimativa da contribuição das
diferenças genéticas relacionadas às variações fenotípicas;
quando a correlação dos pares é maior do que seria
esperado devido a um traço genético, ocorre então o efeito
do ambiente comum sobre o fenótipo observado.
*** MODELO DE AJUSTE À GENÉTICA QUANTITATIVA: variação observável é decomposta em componentes genéticos dominantes e aditivos e componentes ambientais não partilhados.
MZ = Monozigoto
DZ = Dizigoto
DZss = Dizigoto sexo oposto
a2: estimativa da genética aditiva
c2: estimativa do ambiente em comum
e2: estimativa do ambiente não-comum
Análise bivariada considerando ambos os sexos e os dois parâmetros
*****40% da herdabilidade para Circunferência da Cintura é independente do IMC
•Adiposidade nos pré-adolescentes nascidos no início da
epidemia de obesidade: ALTAMENTE HERDÁVEL.
•Estudo na Holanda: mudança na herdabilidade ao longo do
tempo........necessidade de estudos longitudinais
•Interação gene/ambiente demonstrada há muito tempo com
o papel dos genes sendo o mais importante na obesidade
•Informações novas: CC (60% da herdabilidade comum ao
IMC e 40% devido a fatores genéticos diferentes)
•Tendência de IMC menor em gêmeos do que em não-
gêmeos
•Menos influência do ambiente do que seria
esperado
•É um desafio o estudo do ambiente como uma
das raízes da obesidade em irmãos que partilham
ou partilharam a mesma vivência
•Cautela com os dados
•Influência Genética apenas não da resposta gênica, por
exemplo a dieta
Os estudos de genética quantitativa indicam
o quanto da variação no peso é devido às
diferenças genéticas entre os indivíduos,
mas não identifica os genes nem aponta os
mecanismos envolvidos nesse problema,
com certeza a Nutrição.
NUTRICIONISTAS na era “ÔMICA”
Profissionais que lidam com dieta devem ter
uma base sólida numa variedade de
disciplinas científicas como anatomia,
fisiologia, biologia celular e molecular, química,
física e ESTATÍSTICA, além da GENÉTICA é
claro!!!!!!!!!!!!!!.
“Nutrigenômica Brasil – Rede Brasileira de Nutrigenômica e Rede
Latino-Americana de Nutrigenômica ”
I Simpósio de Pesquisa e Ensino em Nutrigenômica
http://www.fcf.usp.br/Extensao/Eventos/FBA/Thomas/Index_Original.asp
Data: 05 e 06 de novembro de 2007
http://www.simposionutrigenomica.com.br/
Data: 25 e 26 de outubro de 2007
Alguns Questionamentos
Geralmente se estuda um único polimorfismo
Variação Genética Humana pode ser maior
do que se parece
Humanos não são ratos....
As vezes usar “ômica” para monitorar a
bioquímica de uma doença é como usar um
celular para filmar um jogo de futebol.
Rev. Nutr. v.17 n.3 jul./set. 2004... Ainda sem o FTO
Expressão gênica ratos
Doença de Crohn e Polimorfismos, analisados + 300 mil
Dano Genômico
Nutrientes
M. Fenech Food and Chemical Toxicology 46 (2008) 1365–1370
Alguns Questionamentos
The diploid genome sequence of an individual human. PLoS Biol. 2007 Sep 4;5(10):e254.
Personalized medicine in the era of genomics. JAMA. 2007 Oct 10;298(14):1682-4.
Research ethics recommendations for whole-genome research: consensus statement.PLoS Biol. 2008 Mar 25;6(3):e73
Functional genomics and the path to personalized medicine.Exerc Sport Sci Rev. 2008 Apr;36(2):49-50.
Câncer de mama 2009Many scientists are now skeptical about whether these DNA variants could have clinical utility, have limited clinical use because the risk conferred by each of these variants is modest.
Personalized prevention of breast cancer is currently a dream.
Grandes estudos: 400 milhões dólares/ano
DNA pioneer Watson gets own genome map
Estudos em andamento
Links Interessantes
http://nutrigenomics.ucdavis.edu/
http://www.nutrigenomics.nl/
http://www.nugo.org/everyone
Muito Obrigado !!!!