NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en...

45
NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximació a la recerca en nutrició Maria Izquierdo-Pulido, Verónica Noé, Carlota Oleaga, Carlos J. Ciudad Departaments de Nutriciói Bromatologia i de Bioquímica i Biologia Molecular 12 d’Abril de 2011 Facultad de Farmacia. Universidad de Barcelona.

Transcript of NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en...

Page 1: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

NUTRIGENÒMICA:

Una nova aproximació a la recerca en nutrició

Maria Izquierdo-Pulido, Verónica Noé, Carlota Oleaga, Carlos J. Ciudad

Departaments de Nutrició i Bromatologia i de Bioquímica i Biologia Molecular

12 d’Abril de 2011

Facultad de Farmacia. Universidad de Barcelona.

Page 2: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

La idea de que la relación entre genes y nutrientes influye en la expresión de determinadas enfermedades no es

reciente:

Fenilcetonuria (PKU) descrita por Asbjørn en 1934: Deficit en la fenilalanina hidroxilasa

Intervención dietética:

Restringir en la dieta la fenilalanina

Page 3: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la
Page 4: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la
Page 5: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la
Page 6: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

NUTRITIONAL GENOMICSGENOMICA NUTRICIONAL

“Interacciones entre dieta-genes”

OBJETIVO: Aportar el conocimiento que permita establecer un consejo/tratamiento nutricional basado en el genotipo individual

Page 7: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

ESCENARIO ACTUAL:

RECOMENDACIONES NUTRICIONALES LO QUE ES BUEN CONSEJO PARA UNA PERSONA LO ES PARA OTRA

ESCENARIO DE FUTURO

Genomica nutricional

Lo que es buen consejo para una persona puede que no lo sea para otra

Page 8: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

NUTRITIONAL GENOMICSNUTRIGENOMICA:

Estudia el efecto de los nutrientes y sus componentes

bioactivos en la expresión y respuesta de los genes

NUTRIGENETICA:

Estudia cuál es la respuesta fenotipica de distintos genotipos (constitución

genética) a la ingestión de determinados componentes de la dieta (nutrientes, componentes bioactivos) y

como influye en el bionomio alimentación - salud

Page 9: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

ESTUDIOS NUTRIGENÉTICOS: Dietas personalizadas

El 99,9% del genoma humano es idéntico entre los individuos

0,1% variaciones

SNPs: Variaciones en la secuencia del DNA que ocurren cuando un solo nucleótido (adenina, guanina, citosina, timina) en la secuencia de DNA cambia

90% variaciones son SNPs(single nucleotide polymorphins)

Una variación para ser considerada SNP tiene que afectar al menos al 1% de la población

Page 10: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

ENFERMEDADES CV

Gen MTHFR: 5,10- metilentetradidrofolato reductasa

MISMA DIETA = RESPUESTA DIFERENTE EN LOS INDIVIDUOS = ACIDO FOLICO

Factor de riesgo: Niveles séricos elevados de homocisteína

Page 11: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Gen MTHFR: 5,10- metilentetradidrofolato reductasa

• Polimorfismo 677 (C/T)

• Enzima con una menor actividad

• Aumentan los niveles de homocisteína y el riesgo CV

• CC: 32%

• CT: 52%

• TT: 16%

Prevalencia población

mediterránea

Page 12: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

ENFERMEDADES CV

MISMA DIETA = RESPUESTA DIFERENTE EN LOS INDIVIDUOS = ACIDO FOLICO

Consejo dietético

Recomendar un mayor consumo diario de alimentos ricos en fólico a aquellas personas con el fenotipo TT para el SNP 677C/T en el gen MTHFR

Corella 2007

Page 13: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la
Page 14: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

EJEMPLO PERFIL GENÉTICO PARA

DIETA PERSONALIZADA

Page 15: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

FLUJO DE LA INFORMACIÓN GENÉTICA

ProteómicaTranscriptómica

Nutrientes

Compuestos bioactivos

Producción metabólica

Metabolómica

ESTUDIOS NUTRIGENÓMICOS

Page 16: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

CAFÉ CACAO

• Existen numerosos estudios tanto experimentales como epidemiológicos, que demuestran efectos beneficiosos de los COMPUESTOS FENÓLICOS sobre la salud.

• Relación positiva como agentes protectores de enfermedades crónicas.

Page 17: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

PRINCIPALES ÁCIDOS CLOROGÉNICOS DEL CAFÉ

Page 18: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

FLAVANONAS

FLAVONAS

FLAVONOLES

ISOFLAVONAS

ANTOCIANINAS

FLAVANOLES

Catequina Procianidinas

FLAVONOIDES

Page 19: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

RADICALES LIBRES

ANTIOXIDANTES

ESTRÉS OXIDATIVO

ENDOGENOS

EXOGENOS

¿CUÁL ES EL MECANISMO DE ACCIÓN DE ESTAS SUSTANCIAS QUE INGERIMOS EN LA DIETA?

¿¿??

Page 20: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

METODOLOGÍA

MICROARRAY

54.700 transcritos y variantes de todo el genoma humano

CONTROL

PCR Array

Placa de 96 pocillos (84 pares de cebadores de genes

específicos)

“INTERVENCIÓN”

Modelos in vitro: Líneas celulares

Page 21: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Análisis de datos y validación de dianas

METODOLOGÍA

Estudio de vías de señalización celulares afectadas --> Ayudar a comprender mecanismos de cómo actúan componentes bioactivos

Page 22: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Modulación de la expresión génica por parte del café

NUCLEOUS

HT29: Adenocarcinoma Colon Cell

Ácido Clorogénico 1,76 µg/µl

Ácido Caféico 1,68 µg/µl

Café Soluble Instantáneo 7 µg/µl

Page 23: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

STUDY OF CELL VIABILITY (Cytotoxicity)

Cell viability after 24h of incubation with: Caffeic acid and instant coffee

0

20

40

60

80

100

120

Control Instant coffee Caffeic Acid

Viability%

Page 24: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Instant coffee

Caffeic Acid CHANGES IN GENE EXPRESSION:

MICROARRAYS

EXPRESSIONPROFILING

(Up and Down Regulation)

• Caffeic acid vs. Control• Coffee vs. Control

Filters: Fold-change> 1.3

(p<0.05)

GENE SPRING v.10 ANALYSIS

Page 25: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

GENE CLASSIFICATION BY GENE ONTOLOGYGENE

SYMBOL% p-value

BIOSYNTHETIC PROCESS (hydrolase activity) HINT3 160.69 0.03BIOSYNTHETIC PROCESS (biogenic amine metabolic process) SULT1B1 30.45 0.02BIOSYNTHETIC PROCESS DNAJC21 33.75 0.05CELL CYCLE (transport) KCNJ5 31.00 0.01CELL CYCLE (mobility) LOC200383 32.56 0.02CELL CYCLE (transport) MAPK8IP3 40.84 0.03INMUNE RESPONSE BCL6B 30.21 0.00INMUNE RESPONSE CD84 37.00 0.03TRANSCRIPTION FACTORS EPOR 32.12 0.02TRANSCRIPTION FACTORS (natural killer cell differentiation) STAT5B 33.39 0.01TRANSCRIPTION FACTORS THRA 37.34 0.02TRANSCRIPTION FACTORS FST 37.54 0.02APOPTOSIS JMJD6 28.66 0.00

BIOSYNTHETIC PROCESS (glycerophospholipid metabolic process) PIP5K1A 24.24 0.03

BIOSYNTHETIC PROCESS (protein amino acid phosphorylation) CLK4 25.34 0.02

BIOSYNTHETIC PROCESS (oxidation reduction) CYP2A13 25.64 0.01

BIOSYNTHETIC PROCESS (glutaminase) GLS 27.02 0.00

BIOSYNTHETIC PROCESS (proteolysis) CTSZ 34.94 0.05

CELL CYCLE (transport) MFSD7 23.13 0.00

CELL CYCLE (signal transduction) CDA 23.67 0.00

CELL CYCLE (transport) SLC4A7 24.34 0.02

TRANSCRIPTION FACTORS TBL1XR1 24.92 0.00

CELL CYCLE (signal transduction) PDE10A 26.32 0.03

CELL CYCLE (signal transduction) PRMT2 26.48 0.00

CELL CYCLE (transport) SLC38A5 27.16 0.04

CELL CYCLE (cell adhesion) TINAG 27.99 0.04

CELL CYCLE (transport) AQP1 28.74 0.02

CELL CYCLE (cell shape) FGD4 34.33 0.03

CELL CYCLE (transport) SLC4A4 35.18 0.00

INMUNE RESPONSE DEFB1 23.98 0.03

INMUNE RESPONSE CXCR4 25.83 0.05

PROLIFERATION (Angiogenesis) CEACAM1 24.55 0.05

PROLIFERATION (endothelial cell migration) S100A2 34.80 0.01

TRANSCRIPTION FACTORS TCF21 24.87 0.03

TRANSCRIPTION FACTORS ATF2 26.16 0.02

TRANSCRIPTION FACTORS SAP30L 28.82 0.02

Caffeic Acid

Up

Reg

ulat

ion

Dow

n R

egul

atio

n

Page 26: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

CELL CYCLE (RNA processing) BICD1 24.02 0.01CELL CYCLE (transport) SLC7A6 24.19 0.00CELL CYCLE (transport) SAR1A 24.44 0.03CELL CYCLE (cell adhesion) CDH1 24.64 0.01CELL CYCLE signal pathway FRS2 24.64 0.03CELL CYCLE (transport) LMAN1 24.87 0.00CELL CYCLE CCNE2 24.90 0.04CELL CYCLE (transport) TLK1 25.04 0.04CELL CYCLE (cell adhesion) ARHGAP5 25.21 0.01CELL CYCLE STRN3 25.31 0.00CELL CYCLE signal transduction ARHGAP18 25.32 0.00CELL CYCLE (transport) TMED2 25.38 0.04CELL CYCLE (transport) SNX13 25.72 0.00CELL CYCLE signal transduction CHP 25.73 0.00CELL CYCLE (cell redox homeostasis) SELT 26.10 0.00CELL CYCLE (transport) TRAM1 26.10 0.00CELL CYCLE (transport) PEX13 26.11 0.01CELL CYCLE (regulation of multicellular organism growth) TNKS2 26.25 0.03CELL CYCLE (transport) LIN7C 26.40 0.01CELL CYCLE signal transduction OSTF1 26.70 0.00CELL CYCLE (RNA processing) WDR57 26.81 0.00CELL CYCLE (cell shape) PDE4DIP 27.21 0.02CELL CYCLE (cell-cell signaling) PTPRJ 27.26 0.01CELL CYCLE (transport) ATP13A3 27.75 0.00CELL CYCLE arrest UHMK1 28.15 0.01CELL CYCLE (RNA processing) U2AF1 28.20 0.00CELL CYCLE signal pathway GLUD1 28.56 0.00CELL CYCLE XRN1 28.59 0.02CELL CYCLE (DNA repair) CLSPN 28.75 0.01CELL CYCLE (transport) G3BP1 28.82 0.00CELL CYCLE (RNA processing) SFRS6 29.20 0.03CELL CYCLE (transport) CLCN3 29.43 0.04CELL CYCLE (transport) G3BP2 29.59 0.00CELL CYCLE (RNA processing) HNRNPU 29.67 0.01CELL CYCLE (cell adhesion) SCARB2 30.16 0.00CELL CYCLE signal pathway GLUD2 30.28 0.00CELL CYCLE (cell adhesion) SGPL1 30.60 0.04CELL CYCLE signal transduction PTPN11 30.65 0.05CELL CYCLE (RNA processing) SFRS11 31.41 0.05CELL CYCLE (cell adhesion) PARD6B 31.65 0.04CELL CYCLE (transport) FLJ11506 31.86 0.03CELL CYCLE (RNA processing) ROD1 31.94 0.00CELL CYCLE (cytoskeletal anchoring) RDX 32.56 0.04CELL CYCLE (transport) SCAMP1 32.77 0.01CELL CYCLE signal transduction TRIM23 33.77 0.01CELL CYCLE (transport) SLC16A1 34.27 0.00CELL CYCLE signal transduction PRKAR1A 34.75 0.00CELL CYCLE (cell adhesion) FNBP1 34.91 0.04CELL CYCLE/APOPTOSIS PROLIFERATION MDM4 36.96 0.01CELL CYCLE (cell shape) FGD4 37.23 0.00CELL CYCLE (RNA processing) HNRNPH1 44.28 0.01INMUNE RESPONSE HLA-B 25.46 0.03INMUNE RESPONSE SEMA3C 27.92 0.04PROLIFERATION FGFR1OP2 23.87 0.05PROLIFERATION (neuron maturation) CLN5 24.06 0.00PROLIFERATION (central nervous system) PDGFC 24.44 0.02PROLIFERATION (transport) AP1G1 25.91 0.00PROLIFERATION (metastasis) MTA2 26.82 0.01PROLIFERATION (cell-cell signaling) ADAM9 30.18 0.01PROLIFERATION (utero embryonic development) ADAM10 31.18 0.00PROLIFERATION (cell-cell signaling) ADAM17 33.31 0.01PROLIFERATION (angiogenesis) CASC5 34.55 0.02PROLIFERATION (metastasis) MALAT1 34.65 0.02PROLIFERATION B4GALT1 35.88 0.04TRANSCRIPTION FACTORS FRYL 23.19 0.04TRANSCRIPTION FACTORS PBRM1 23.19 0.00TRANSCRIPTION FACTORS NFAT5 24.57 0.05TRANSCRIPTION FACTORS BCLAF1 24.72 0.03TRANSCRIPTION FACTORS NCOA2 24.93 0.01TRANSCRIPTION FACTORS NCOA3 25.13 0.05TRANSCRIPTION FACTORS BRWD1 25.41 0.01TRANSCRIPTION FACTORS CBFB 25.93 0.01TRANSCRIPTION FACTORS GLIS3 25.99 0.01TRANSCRIPTION FACTORS TMPO 26.26 0.00TRANSCRIPTION FACTORS CREBZF 26.57 0.02TRANSCRIPTION FACTORS NAPG 26.91 0.02TRANSCRIPTION FACTORS MYSM1 27.18 0.02TRANSCRIPTION FACTORS LASS6 27.22 0.01TRANSCRIPTION FACTORS SAP30L 27.26 0.01TRANSCRIPTION FACTORS ZNF644 29.48 0.02TRANSCRIPTION FACTORS TBL1XR1 29.87 0.00TRANSCRIPTION FACTORS PHTF2 30.02 0.00TRANSCRIPTION FACTORS TRPS1 30.56 0.01TRANSCRIPTION FACTORS ZFX 30.57 0.03TRANSCRIPTION FACTORS ATF2 32.48 0.01TRANSCRIPTION FACTORS EIF2S3 41.41 0.00

Dow

n R

egul

atio

n

GENE CLASSIFICATION BY GENE ONTOLOGYGENE

SYMBOL% p-value

APOPTOSIS (ANTIAPOPTOSIS) ARHGDIA 83.53 0.03BIOSYNTHETIC PROCESS (hydrolase activity) HINT3 141.01 0.04BIOSYNTHETIC PROCESS (lipid metabolic process) ASAH3 43.87 0.04BIOSYNTHETIC PROCESS (electronic transport) ABCC12 39.80 0.00BIOSYNTHETIC PROCESS (proteolysis) CTRC 36.73 0.05BIOSYNTHETIC PROCESS (lipid metabolic process) ARV1 36.07 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (oxygen transport ) HBA1 35.00 0.04BIOSYNTHETIC PROCESS (zinc ion transport) MOGAT1 34.94 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (biogenic amine metabolic process) SULT1B1 34.85 0.02BIOSYNTHETIC PROCESS (metabolic process) SUCLG2 34.25 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (lipid metabolic process) ALDH3B1 33.39 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (Single fertilization) ZP4 30.57 0.05BIOSYNTHETIC PROCESS (zinc ion transport) SLC39A3 23.54 0.03CELL CYCLE (CELL MOBILITY-ANCHORING) TLN1 45.58 0.05CELL CYCLE signaling pathway RAI1 39.13 0.02CELL CYCLE (Cell structure) MEPE 35.71 0.00CELL CYCLE (CELL division) PPP1CB 35.10 0.03CELL CYCLE signal transduction MYO9B 32.73 0.04CELL CYCLE (cell adhesion) SIRPA 32.21 0.02CELL CYCLE signal transduction IRAK1 31.95 0.04CELL CYCLE (cell adhesion) ITGA9 31.49 0.00CELL CYCLE signal transduction RAPGEF1 30.93 0.02CELL CYCLE signaling pathway CALM3 30.45 0.02CELL CYCLE FOXN3 30.36 0.02CELL CYCLE (cell adhesion) SCARF1 24.85 0.03INMUNE RESPONSE RP3-377H14.5 43.37 0.03INMUNE RESPONSE IL19 38.92 0.02INMUNE RESPONSE IFNA17 33.84 0.03INMUNE RESPONSE KIR2DL1 30.63 0.02PROLIFERATION (angiogenesis) KLF5 40.38 0.03PROLIFERATION cell differentiation C15orf2 32.72 0.00PROLIFERATION non-metastatic NME7 32.08 0.04PROLIFERATION cell growth TRABD 31.07 0.04PROLIFERATION cell shape CDC42EP1 30.51 0.03TRANSCRIPTION FACTORS CALR 93.35 0.01TRANSCRIPTION FACTORS ARHGAP23 39.44 0.02TRANSCRIPTION FACTORS EPOR 37.24 0.01TRANSCRIPTION FACTORS HMGA1 37.02 0.04TRANSCRIPTION FACTORS BCL3 36.99 0.03TRANSCRIPTION FACTORS(gluconeogenesis, mRNA processing) PPARGC1A 34.55 0.02TRANSCRIPTION FACTORS TBX10 34.40 0.01TRANSCRIPTION FACTORS FST 34.33 0.03TRANSCRIPTION FACTORS ZNF503 34.13 0.02TRANSCRIPTION FACTORS GNB4 33.73 0.04TRANSCRIPTION FACTORS RPS6KA4 32.60 0.01TRANSCRIPTION FACTORS TCF20 32.30 0.02TRANSCRIPTION FACTORS TBX20 32.16 0.04TRANSCRIPTION FACTORS RPS17L4 31.35 0.03TRANSCRIPTION FACTORS ZNF397OS 30.36 0.02TRANSCRIPTION FACTORS (natural killer cell differentiation) STAT5B 23.79 0.01APOPTOSIS (cell aging) PDCD4 24.11 0.01APOPTOSIS keratinization PPHLN1 25.82 0.00APOPTOSIS (mobility) PPP3R1 28.44 0.02APOPTOSIS (cell morphogenesis) STK4 29.14 0.04APOPTOSIS (anti-apoptosis) CASP2 30.50 0.03APOPTOSIS (anti-apoptosis) TXNDC1 32.46 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (lipid metabolic process) AGPS 23.83 0.00BIOSYNTHETIC PROCESS (glycerol-3-phosphate metabolic process) GPD2 24.02 0.03BIOSYNTHETIC PROCESS (cellular iron ion homeostasis) TFRC 24.09 0.04BIOSYNTHETIC PROCESS (Wnt receptor signaling pathway) FBXW11 24.12 0.03BIOSYNTHETIC PROCESS (lipid metabolic process) CEPT1 24.27 0.04BIOSYNTHETIC PROCESS (protein amino acid phosphorylation) CLK4 24.59 0.05BIOSYNTHETIC PROCESS (glutaminase) GLS 25.11 0.00BIOSYNTHETIC PROCESS (phospholipid dephosphorylation) MTMR9 25.76 0.03BIOSYNTHETIC PROCESS (glycosyltransferase) GLT25D1 26.82 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (oxidation reduction) CYP51A1 27.12 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (muscle contraction) ASPH 27.38 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (glutathione S-transferase) GSTCD 28.15 0.03BIOSYNTHETIC PROCESS (sphingolipid metabolic process) SPTLC1 28.29 0.02BIOSYNTHETIC PROCESS (carbohydrate metabolic process) NPL 29.41 0.01BIOSYNTHETIC PROCESS (ganglioside metabolic process) ITGB8 33.77 0.00CELL CYCLE (RNA processing) RNGTT 23.11 0.04CELL CYCLE (cell adhesion) CTDSPL2 23.23 0.03CELL CYCLE (transport) SLC39A6 23.26 0.02CELL CYCLE (transport) ACBD5 23.31 0.02CELL CYCLE signal transduction PRKACB 23.38 0.03CELL CYCLE (DNA repair) FANCD2 23.38 0.05CELL CYCLE (response to DNA damage stimulus) RIF1 23.62 0.01CELL CYCLE signal pathway REPS2 23.77 0.05CELL CYCLE (transport) SLC4A7 23.92 0.03CELL CYCLE (RNA processing) BICD1 24.02 0.01

Up

Reg

ulat

ion

Café Instantáneo

Page 27: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

BIOLOGICAL ASSOCIATION NETWORKS (BAN’S)

(Redes de Asociación Biológica)(Pathway Architect Software, Agilent)

• Caffeic acid vs. Control

• Instant coffee vs. Control

Page 28: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Interacciones Moleculares

Nodos Rojos: SOBREEXPRESIÓN

Nodos Azules: INFRAEXPRESIÓN

Page 29: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

BIOLOGICAL ASSOCIATION NETWORKS (BAN’s)

Page 30: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Validación de los datos obtenidos por Microarray

Two genes were selected for validation:

STAT5B signal transducer and activator of transcription 5B

- Response to cytokines and growth factors IL2, IL4, CSF1

ATF2 (also called CREB2) Activating transcription factor 2

- cAMP dependent

- Increases after a cellular stress

Niveles de ProteínaWestern Blot

Niveles de mRNART-Real Time PCR

DOS NIVELES

Page 31: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

SUMMARY VALIDATION RESULTS

Transcriptionaland translation

level

STAT5B Microarray RT-RealTime PCR Western Blot

CONTROL 1 1 1,00

CAFFEIC 1,33 1,06 3,99

INSTANT 1,24 1,66 1,74

ATF2 Microarray RT-RealTime PCR Western Blot

CONTROL 1 1 1,00

CAFFEIC 0,26 0,84 0,10

INSTANT 0,32 0,99 0,62

Page 32: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Modulación de la expresión génica por parte del CACAO

NUCLEOUS

PCE mg/mLµg in 250 ng/µL

PCE

(-)-epicatechin 7.20 81.36

(+)-catechin 2.50 28.25

Procyanidin B2 1.90 21.47

Isoquercetin 0.10 1.13

Quercetin-3-arabinoside 0.03 0.34

Quercetin 0.02 0.23

Page 33: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Líneas celulares utilizadas: Cáncer de mama

MCF-7

ER*-positiva

SKBR3

ER-negativa

*ER “Receptor de Estrógeno” El 70% de los cánceres de mama son ER-positivos.

Condiciones: Las células han estado mantenidas en medio F12 (GIBCO) con un 7% FCS a37ºC con un 5% de CO2

Page 34: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Ensayo de viabilidad celular

Page 35: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

MCF-7Gene

Symbol

T-TestFold Up- or

Down-Regulation

SKBR3Gene

Symbol

T-TestFold Up- or

Down-Regulation

p valueTest

Sample/Control Sample

p valueTest

Sample/Control Sample

CYP1A1 0.0001 17.50 CAT 0.0205 22.68

GADD45A 0.0264 4.20 CYP1A1 0.0001 155.29

GDF15 0.0001 2.61 FMO5 0.0055 6.55

GPX1 0.0163 4.25 GADD45A 0.0027 5.61

RAD23A 0.0394 13.92 GDF15 0.0046 4.68

SERPINE1 0.0216 -49.90 HSPA5 0.0274 78.15

TP53 0.0470 2.26 IL18 0.0241 8.87

XRCC2 0.0356 17.50 LTA 0.0204 2.51

PTGS1 0.0058 17.83

PCR Array específico para estrés y toxicidad

Page 36: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

MCF-7Gene

Symbol

T-TestFold Up- or

Down-Regulation

SKBR3Gene

Symbol

T-TestFold Up- or

Down-Regulation

p valueTest

Sample/Control Sample

p valueTest

Sample/Control Sample

CYP1A1 0.0001 17.50 CAT 0.0205 22.68

GADD45A 0.0264 4.20 CYP1A1 0.0001 155.29

GDF15 0.0001 2.61 FMO5 0.0055 6.55

GPX1 0.0163 4.25 GADD45A 0.0027 5.61

RAD23A 0.0394 13.92 GDF15 0.0046 4.68

SERPINE1 0.0216 -49.90 HSPA5 0.0274 78.15

TP53 0.0470 2.26 IL18 0.0241 8.87

XRCC2 0.0356 17.50 LTA 0.0204 2.51

PTGS1 0.0058 17.83

Selección del gen CYP1A1 como diana a validar

CYP1A1; Citocromo p450 familia1 subfamilia A polipéptido1

Enzima metabolizadora de xenobióticos en fase I. Se expresa principalmente a nivel hepático. Reguladora del metabolismo de estrógenos

Su expresión viene regulada por el Receptor Aril Hidrocarbono (AhR)

Cromosoma 15 en humanos

Loc: 15q24.1

Page 37: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Validación de la sobreexpresión de CYP1A1 a nivel de

mRNA

MCF-7 SKBR3 MCF-7 SKBR3

CNT PCE

***

*** ***

Page 38: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Validación de la sobreexpresión de CYP1A1 a nivel de proteína

CNT 24 h 48 h 72 h 96 h

SKBR3

ACTIN (42 KDa)

CYP1A1(56 KDa)

CNT 24 h 48 h 72 h 96 h

TUBULIN(50 KDa)

MCF-7

CYP1A1(56 KDa)

Page 39: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Cáncer de Mama

Page 40: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Combinación:

Sinérgica (Chou-Talalay)

Sinergismo induce apóptosis

a

0 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3

***

***

Combinación entre PCE y Tamoxifeno

Page 41: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

Caminando hacia el futuro

• Genómica nutricional resultarácrucial para el éxito de la nutrición personalizada

• Son necesarios más estudios desde un punto de vista integrador y multidisciplinar

Page 42: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

REFLEXIÓ FINAL

“Jo sempre he cregut que tots aquests savis tenien raó. Però absolutament tots malgrat

que diguin les coses més oposades.

I tenen raó, precisament, perquè es contradiuen els uns als altres, de la mateixa forma que les coses es contradiuen: és segur que la llet, la matafaluga o la mel van bé per allò i mal per això. I com no menjar res - que és el que entre tots ells ens proposen- és

impossible, em sembla que el més prudent és menjar un mica de tot... Així, no ens penedirem, d’aquí a dos anys, d’haver

prescindit d’un aliment que llavors ens diran que és imprescindible”

Josep M. Espinàs, 1977

Page 43: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

AGRADECIMIENTOS

• Proyectos Ministerio de Ciencia y Tecnología y del CDTI

• Fundación Española de Nutrición y a la Federación Española del Café

• Nutrexpa (Dr. Permanyer y Sr. Vargas)

• Dra. Rosa Lamuela (Departament de Nutrició i Bromatologia)

• Servicio de Genómica, IDIBAPS, Hospital Clínic de Barcelona

Page 44: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

AGRADECIMIENTOS

Page 45: NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la recerca en nutriciódiposit.ub.edu/dspace/bitstream/2445/95988/1/Seminari4... · 2020-05-19 · NUTRIGENÒMICA: Una nova aproximacióa la

MOLTES GRÀCIES