Genómica integrada y fecundidad


El término fecundidad se refiere de manera general a la capacidad de reproducción. En biología y demografía, la fecundidad se define como el potencial de capacidad reproductiva de un organismo o población, medido por el número de huevos o semillas. La fecundidad, que se encuentra bajo control genético y medioambiental, es la medida más importante del buen estado físico. La fecundidad se ha estudiado ampliamente en ecología poblacional, y puede aumentar o disminuir en relación a las condiciones del momento presente y a ciertos factores reguladores. En épocas de dificultades para una determinada población (como por ejemplo la escasez de comida), la fecundidad de los jóvenes y de los adultos disminuye. El concepto de fecundidad en eCAM se refiere a la capacidad de una idea científica para abrir nuevas líneas de investigación o plantear nuevas preguntas teóricas. Cabe preguntarse: ¿se ajusta realmente alguno de estos criterios al estado actual de eCAM? Yo creo que sí, y voy a satisfacer el apetito de conocimiento de nuestros lectores con algunos ejemplos. En primer lugar, trataremos el tema de eCAM y esta analogía. En segundo lugar, identificaremos algunas contribuciones de eCAM que están claramente en línea con las estrategias modernas de la genómica y sus aspectos en común con eCAM.

Edwin L. Cooper
Laboratory of Comparative Neuroimmunology, Department of Neurobiology, David Geffen School Of Medicine at UCLA, University of California, Los Angeles, CA 90095-1763, USA

Link al artículo original (en inglés):
http://ecam.oxfordjournals.org/cgi/reprint/6/2/129

Publicado originalmente en :
eCAM 2009 ;Page 129–131 doi:10.1093/ecam/nep046

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La fecundidad de eCAM se basa en su crecimiento continuado. Acabamos de recibir noticias halagüeñas de Sophie Gilmour, editora adjunta de Oxford University Press. A continuación mostramos las cifras de su Executive Summary del primer trimestre de 2009. Entre enero y marzo de 2009 se han recibido 195 manuscritos, en comparación con los 71 recibidos durante el mismo periodo en 2008. Esto supone un aumento del 175%. Dado que eCAM está basada en la evidencia, cabe preguntarse si estamos encaminados a convertirnos en una verdadera fuente de análisis fructíferos, al utilizar una combinación de estrategias tanto basadas en la medicina alternativa y complementaria (CAM) como en análisis genéticos de primer orden sobre las causas de las enfermedades. Aquí es donde reside el inicio y el posible futuro de la fecundidad de eCAM. ¿Dónde estamos con respecto a la comprensión de las bases de la genómica? Para eCAM sería deseable continuar en esta dirección con la máxima rapidez posible. Esto debería ayudar a mantener el nivel actual de nuestro crecimiento, o incluso a expandirlo. Claramente, eCAM se ha mantenido al día en las tecnologías más novedosas, como se verá en los siguientes ejemplos

A estas alturas, resulta oportuno realizar una breve definición de este concepto. La genómica integrada analiza el genoma de los organismos. En la biología molecular moderna, el genoma de un organismo constituye la información hereditaria codificada en forma de ADN. La genómica unifica enormes esfuerzos para determinar la secuencia entera de ADN de los organismos y para perfeccionar el mapeo del material genético. En genómica no se suele realizar el estudio de genes individuales, a no ser que el objetivo de esta vía de investigación genética y análisis de información funcional sea, bajo amplio consenso, esclarecedor a la hora de situar y entender la globalidad de las redes genéticas. Teniendo esto en cuenta, las estrategias de las terapias alternativas y complementarias deberían estar claramente dirigidas a apuntar o señalar objetivos de estudio genético cuyos efectos sean mesurables y operativos. La comprensión de los mecanismos moleculares de la enfermedad requiere una breve introducción sobre el diagnóstico molecular que se realiza en la práctica médica (1). La medicina actual utiliza únicamente elementos de diagnóstico molecular, generalmente de genes únicos. La medicina de la era post-genómica utilizará miles de marcadores moleculares asociados a la enfermedad obtenidos de estudios de alto rendimiento de secuenciación y genómica funcional, estudios proteómicos y metabolómicos.

Esta gama de técnicas permitirá la unión de la medicina clínica con métodos de diagnóstico molecular, de predicción y de prevención de las enfermedades. Para poder alcanzar esta proeza es necesario reunir datos médicos y genéticos a gran escala, que se deben combinar con análisis bioestadísticos y de modelación bioinformática de los sistemas biológicos. La recogida, catalogación y comparación de resultados de estudios moleculares y el desarrollo subsiguiente de conclusiones crean los fundamentos de los sistemas biológicos (2). Este proceso analítico altamente complejo refleja un nuevo paradigma científico, y debemos referirnos a él como genómica integrada. Los estudios genéticos nos proporcionan métodos para analizar rápidamente los genes y sus productos en masa (3). Si nos movemos desde lo antiguo a lo moderno, el Ayurveda, la medicina tradicional india (MTI) y la medicina tradicional china (MTC), constituyen las tradiciones médicas más antiguas y todavía vivas en la actualidad. De acuerdo con Patwardhan y cols. (2005), estas son las dos “grandes tradiciones” respaldadas por la evidencia y por conocimientos filosóficos, empíricos y experimentales (4). Los avances recientes en las ciencias analíticas y biológicas, junto con las innovaciones en genómica y proteómica, pueden desempeñar un importante papel en la validación de estas terapias milenarias. La comunidad científica occidental mira a las medicinas tradicionales con precaución y dirige sus cuestiones hacia la investigación, desarrollo y calidad de estas prácticas. De aquí proviene la insistencia en proporcionar datos y evidencia científica.

Ventura (2005) relaciona este nuevo paradigma con múltiples terapias holísticas: osteopatía, homeopatía, quiropráctica, acupuntura, fitoterapia, medicina energética y meditación (5). Estas intervenciones pueden modificar la expresión de diferentes genes de endorfinas y de los genes que codifican algunos factores de transcripción cruciales en la homeostasis celular. Se ha visto que ciertos campos magnéticos de muy baja frecuencia son capaces de inducir a células madre embriónicas de ratón a diferenciarse hacia una línea de células de estirpe miocárdica, lo que sugiere que la energía magnética puede dirigir la diferenciación de células madre en fenotipos celulares específicos sin la necesidad de utilizar tecnologías de transferencia genética. Diferentes extractos de ginseng son capaces de modular el crecimiento y la diferenciación en células pluripotenciales, producir la curación de heridas y presentar efectos antitumorales a través de efectos contrapuestos sobre el sistema vascular, lo que indica que los compuestos antiguos pueden convertirse en nuevas estrategias para investigar en la terapia celular. Las diferentes modalidades de CAM podrían actuar de manera significativa sobre la comunicación celular y los niveles transcripcionales de la homeostasis celular. Por lo tanto, la genómica, la proteómica funcional y el conocimiento de las redes de comunicación celular pueden contribuir sustancialmente al desarrollo de las terapias alternativas basadas en la evidencia que estudia los aspectos moleculares, y preparar el camino para nuevas estrategias en la regeneración y la ingeniería de tejidos. La cartografía molecular es otro término propuesto por Chiappelli (2005) (6). Este término hace referencia a la interacción intrincada y polifacética entre genes, a los productos genéticos que caracterizan las funciones y la especialización de cada célula individual y al contexto de interacción célula-célula, de la función tisular y orgánica y de la biología del sistema.

¿En qué ha innovado la proteómica? “Oketsu” es un concepto patofisiológico de la medicina tradicional japonesa (Kampo), que corresponde al síndrome de estasis sanguíneo o síndrome de estancamiento. El equipo de Matsumoto ha evaluado biomarcadores de proteínas plasmáticas y/o algoritmos diagnósticos para el “Oketsu” (7). Dieciséis pacientes con artritis reumatoide (AR) se trataron con keishibukuryogan (KBG), un tratamiento muy empleado en la medicina Kampo para la mejoría del "Oketsu". Mediante un método de agrupación jerárquica se obtuvieron tres grupos generales (I, II, III). La mayoría de las muestras de "Oketsu" (68,4%) se agruparon como componente principal del grupo I. El resto de perfiles de "Oketsu" conformaron un componente menor del grupo II y todos se derivaron de pacientes curados del estado de "Oketsu" a las 12 semanas. Se generó un árbol de decisiones en torno a la posibilidad de desarrollar un algoritmo diagnóstico para el "Oketsu". Los resultados sugieren que el concepto patofisiológico "Oketsu" de la medicina Kampo tiene una base física si se mide por perfiles proteínicos sanguíneos. Puede que lleguemos a ser capaces de establecer criterios diagnósticos objetivos para el diagnóstico de "Oketsu" mediante la combinación de métodos de clasificación proteómicos y basados en la bioinformática. Los métodos naturales van demostrando más aplicaciones en el descubrimiento y desarrollo farmacológico, por lo que aparecen nuevas aplicaciones de la microselección de DNA en la farmacodinámica, la farmacogenómica, la toxicogenómica y la calidad del control de extractos y tratamientos (8).

Las infecciones bacterianas que implican a cepas multirresistentes a fármacos son una de las 10 causas principales de muerte, y constituyen un problema de salud importante que necesita nuevos agentes antibióticos y nuevas fuentes de obtención de los mismos (9). Se estudió el efecto de 4 venenos de serpiente (Agkistrodon rhodostoma, Bothrops jararaca, B. atrox y Lachesis muta) frente a 10 cepas de bacterias Gram-positivas y 10 cepas de Gram-negativas resistentes a fármacos con el fin de encontrar nuevas fuentes de moléculas potencialmente antibióticas. Los hongos, al igual que las plantas, poseen un gran potencial como productores de metabolitos bioactivos útiles. Constituyen una fuente muy prolífica de fármacos (10). Los componentes bioactivos pertenecen a diferentes grupos químicos que frecuentemente corresponden a polisacáridos o triterpenos. Una especie puede tener varios componentes bioactivos que posean efectos farmacológicos. El mejor ejemplo lo constituye el G. lucidum, que contiene más de 120 tipos diferentes de triterpenos y polisacáridos, proteínas y otros componentes bioactivos. El espectro de actividades farmacológicas identificado en los hongos es muy amplio. A medida que avancen nuestros conocimientos en química, biotecnología y biología molecular de los hongos, y en función de la mejoría en los métodos de análisis (análisis de alto rendimiento, genómica y proteómica), cabría esperar un rápido aumento de la aplicación de productos animales u hongos para propósitos médicos, como los ejemplos citados.

La fecundidad de eCAM se refleja en el aumento del número de manuscritos enviados recientemente, y en la evidencia de que eCAM está preparada para expandir su repertorio con el fin de definir objetivos en enfermedades que podrían ser moduladas por intervenciones de la medina alternativa y complementaria por medio de la genómica. Sin embargo, en la investigación biomédica o en cualquier otra actividad creativa los movimientos o ideas no suelen estar bien definidos, claros y sujetos a una constante revisión, incluso en un área tan básica y pertinente como la genómica. Koening (2009) señala esto en un breve informe publicado en la sección de Investigación biomédica. Rastreo genético: impacientes por ver si vale la pena (11). Se ha publicado recientemente en Internet en el New England Journal of Medicine (NEJM) un debate sobre las estrategias de investigación llevado a cabo en la comunidad genética.Existe un desacuerdo general que afecta al posible valor de la exploración genómica basada en chips para evaluar los riesgos heredados de padecer una enfermedad común. Este debate llega en un momento en el que el U.S. National Human Research Institute (NHGRI) solicita que los científicos le ayuden a dirigir su curso hacia una nueva dirección. Los investigadores que fueron contactados por Science estuvieron de acuerdo en que es necesario realizar muchos más estudios antes de que los médicos puedan beneficiarse del uso de evaluaciones genéticas individuales. ¿Es posible que eCAM se una a este debate?

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Referencias:

1. Ostrowski J. Integrative genomics–a basic and essential tool for the development of molecular medicine. Acta Pol Pharm. 2008;65:621–4.

2. Hood L, Heath JR, Phelps ME, Lin B. Systems biology and new technologies enable predictive and preventative medicine. Science. 2004;306:640–3.

3. Hocquette JF. Where are we in genomics? J Physiol Pharmacol. 2005;56(Suppl 3):37–70.

4. Patwardhan B, Warude D, Pushpangadan P, Bhatt N. Ayurveda and traditional Chinese medicine: A Comparative Overview. Evid Based Complement Altern Med 2005;2:465–73.

5. Ventura C. CAM and cell fate targeting: molecular and energetic insights into cell growth and differentiation. Evid Based Complement Altern Med 2005;2:277–83.

6. Chiappelli F. The molecular immunology of mucositis: implications for evidence-based research in alternative and complementary palliative treatments. Evid Based Complement Altern Med 2005;2:489–94.

7. Matsumoto C, Kojima T, Ogawa K, Kamegai S, Oyama T, Shibagaki Y, Kawasaki T, Fujinaga H, Takahashi K, Hikiami H, Goto H, Kiga C, Koizumi K, Sakurai H, Muramoto H, Shimada Y, Yamamoto M, Terasawa K, Takeda S, Saik I. A proteomic approach for the diagnosis of ‘Oketsu’ (blood stasis), a pathophysiologic concept of Japanese traditional (kampo) medicine. Evid Based Complement Altern Med 2008;5:463–74.

8. Chavan P, Joshi K, Patwardhan B. DNA Microarrays in herbal drug research. Evid Based Complement Altern Med 2006;3:447–57.

9. Ferreira BL, Santos DO, Santos AL, Rodrigues CR, Freitas CC, Cabral LM, Castro HC. Comparative analysis of viperidae venoms antibacterial profile: a short communication for proteomics. Evid Based Complement Altern Med Advance (Access published on 2 September, 2008) doi:10.1093/ecam/nen052.

10. Lindequist U, Niedermeyer THJ, Ju¨ lich WD. The pharmacological potential of mushrooms. Evid Based Complement Altern Med 2005;2:285–99.

11. Koenig R. Genome scans: impatient for the payoff. Science 2009;324:448.

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Publicación de ISMET sobre investigación en Terapias Naturales 9 de Septiembre 2010

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