Pequeñas moléculas con un gran impacto
Influencia de las variantes genéticas en la concentración de metabolitos: cuanto más alta es la línea, mayor es la probabilidad estadística de que las variantes genéticas realmente influyan. Los colores indican las clases bioquímicas de las moléculas. Crédito: BIH/Maik Pietzner
El organismo humano requiere una variedad de moléculas pequeñas, como azúcares o grasas, para funcionar correctamente. La composición de estos llamados metabolitos y su interacción con el metabolismo varía de persona a persona y depende no solo de influencias externas, como la nutrición, sino también en gran medida de las variaciones naturales en nuestra composición genética. En un estudio internacional, científicos del Instituto de Salud de Berlín (BIH) y Charit-Universittsmedizin Berlin unieron fuerzas con colegas del Reino Unido, Australia y los Estados Unidos y descubrieron cientos de variaciones previamente desconocidas en genes que a veces tienen un impacto drástico en la concentración de estas pequeñas moléculas en la sangre. Los investigadores ahora han publicado sus hallazgos en la revista Nature Genetics.
La concentración y composición de metabolitos, moléculas pequeñas en la sangre o fluidos tisulares, brindan información sobre los procesos biológicos en el cuerpo humano. Por lo tanto, sirven como biomarcadores importantes en la medicina clínica, por ejemplo, en el diagnóstico de enfermedades o para comprobar la eficacia de una terapia. Curiosamente, la composición de los metabolitos difiere de una persona a otra, independientemente de las influencias externas, como la enfermedad o la dieta. Esto se debe a que los planos de las proteínas que influyen en la concentración de metabolitos, como las enzimas y las proteínas transportadoras, también difieren entre los individuos. A menudo, las variantes genéticas más pequeñas pueden hacer que una enzima metabólica sea más o menos activa o que una proteína transportadora sea más o menos eficiente, aumentando o disminuyendo así la concentración de metabolitos.
Datos analizados de 85.000 personas
El equipo dirigido por Claudia Langenberg, profesora de Medicina Computacional de BIH, ha investigado el efecto de las variantes genéticas en 174 metabolitos diferentes. “Encontramos un número sorprendente de correlaciones entre ciertas variantes genéticas y cambios en la concentración de pequeñas moléculas en la sangre”, informa el epidemiólogo. «En la mayoría de los casos, las variantes genéticas provocan cambios en el plano de los reguladores clave del metabolismo, como las enzimas o los transportadores».
Para explorar estas correlaciones, el equipo de Langenberg necesitaba una gran cantidad de datos. «Para nuestros estudios, utilizamos grandes bases de datos que nos dieron los resultados de los análisis de sangre y la información genética de un total de alrededor de 85.000 personas», explica Maik Pietzner, autor principal del estudio y científico del laboratorio de Langenberg. «Al hacerlo, pudimos demostrar con éxito que es posible evaluar conjuntamente los datos de una variedad de pequeños estudios individuales, incluso a través de los límites tecnológicos».
Las variantes genéticas pueden contribuir a enfermedades comunes
El trabajo de los científicos es muy relevante para la medicina, porque puede explicar cómo las variantes genéticas naturales que influyen en el metabolismo contribuyen a la aparición de enfermedades comunes, como la diabetes mellitus, así como enfermedades raras. Por ejemplo, los altos niveles del aminoácido serina en la sangre parecen brindar protección contra una rara enfermedad ocular llamada telangiectasia macular, conocimiento que abre nuevas vías terapéuticas. En otro estudio, los autores también pudieron demostrar que el riesgo genético de un individuo para el metabolismo alterado de la serina puede ayudar en el diagnóstico temprano de esta grave enfermedad ocular. También han identificado un nuevo mecanismo que explica cómo la transmisión interrumpida de señales a través del receptor GLP-2 aumenta el riesgo de desarrollar diabetes tipo 2.
«Lo especial de nuestro estudio fueron los efectos extremos que observados y su relevancia potencial para la investigación médica», explica Langenberg. «Por ejemplo, pudimos detectar variantes genéticas que tienen una influencia en el metabolismo tres veces más fuerte que los efectos ya conocidos de variaciones genéticas más comunes, por ejemplo, en el índice de masa corporal».
Para permitir a los científicos de todo el mundo vincular sus campos de especialización particulares con sus datos, el equipo ha creado un sitio web interactivo en omicscience.org. Después de todo, enfatiza Langenberg, los datos solo son relevantes si también se pueden usar: «Tenemos muchas esperanzas de que estos convincentes ejemplos alienten a otros científicos y médicos a aplicar nuestros resultados a sus investigaciones específicas o casos de enfermedades».
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Los ayudantes humanos del SARS-CoV-2: la variación natural afecta las proteínas relevantes para el virus Más información: Un enfoque multiplataforma identifica los reguladores genéticos del metabolismo y la salud humanos, Genética de la naturaleza (2021). DOI: 10.1038/s41588-020-00751-5 Información de la revista: Nature Genetics
Proporcionado por BIH en Charit Cita: Pequeñas moléculas con un gran impacto (2021, 13 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-tiny-molecules-big-impact.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.