Generalidades y ejemplo de efecto de la interacción de factores ambientales con los genes

1. Interacciones
Genes x Ambiente (GxE)

2. Estudios de las Interacciones GXE
Entendimiento de las influencias genéticas y sus
interacciones con el contexto ambiental en el
que operan.

3. Genotipo
Constitución genética
Fenotipo
Cualquier característica observable de un
organismo.
◦ Morfología
◦ Bioquímica
◦ Fisiología
◦ Comportamiento

4. Relación Genotipo-Fenotipo
• En Epidemiología: Relaciones definidas por
estadística.
• En Biología: La operación física de una región
genómica en relación con un evento celular, al
igual que influencias distales que regulan la
señalización celular relevante.

5. El entender las interacciones genes-ambiente
permitiría proveer de recomendaciones
individualizadas.
▫ Para prevención.
▫ Tratamiento personalizado en caso de presentarse
el padecimiento.
▫ En caso de detección de susceptibilidad.

6. En los Mecanismos de Herencia
• Marcadores epigenéticos a través de las líneas
germinales.
• Moléculas de RNA maternas al embrión.
• El estado biológico de los gametos en el
momento de la concepción.
• Transmisión de nutrientes, bacterias, o
anticuerpos de la circulación materna.

7. Operación Molecular de los Genes
• Variaciones genéticas que pueden afectar:
▫ Productos
▫ Grado de transcripción

8. Transcripción
La expresión y/o activación de factores
transcripcionales esta regulada dinámicamente
por señales ambientales.

9. Regulación Epigenética del Genoma
a) Modificación estructural de la cromatina.
b) Regulación de la estructura y función de la
cromatina.
c) Efecto en la expresión de genes
d) Ausencia de la modificación de la secuencia de
nucleótidos

10. Modificación de Histonas
Remodelación de la cromatina para incrementar
o reducir la transcripción.

11. Una variante genética será relevante para el
fenotipo solo en la extensión en la que el gen se
exprese en realidad y su participación en la
función celular.

12. Programación Ambiental de la
Expresión de Genes
Estudios reportan que variantes de en el
ambiente temprano se asocian con cambios
en la expresión de genes y la función persiste
hasta la adultez.
Se busca identificar los orígenes de la enfermedad y la
naturaleza de la vulnerabilidad ( o resistencia)

13. Desarrollos Adaptativo
El desarrollo es un proceso adaptativo activo que
ocurre en función de la interacción continua del
genoma y su ambiente.

14. Activación Persistente por Estímulos
Ejemplo: ambiente disfuncional o que promueve
estrés.
▫ Mantenimiento de incremento del azúcar en
sangre y grasas.
▫ Problemas de sueño
▫ Función cognitiva anormal.

15. • Lleva a predisposición a enfermedades como
diabetes, enfermedades del corazón , problemas
de personalidad, etc.

17. Se solía creer que los desordenes de composición
corporal eran independientes unos de otros.
Osteoporosis
Diabetes
Tipo 2
Obesidad

18. Interacciones GXE
Efectos ocasionados por la mezcla de factores
ambientales (nurture) y factores genéticos
(nature).
La dirección y magnitud del efecto clínico de una
variante genética puede variar con el cambio en
el ambiente.

19. • Un individuo puede heredar una predisposición,
pero aún así no desarrollarla a menos que haya
sido expuesto a detonantes ambientales.

20. Comportamientos de Riesgo
Factores o condiciones que predisponen a una
personas a una enfermedad, resultando en
consecuencias negativas.
Se estima que el incremento en la prevalencia de
obesidad, está mas relacionado con el
decremento en actividad física que con el
incremento en el consumo de alimentos.

21. Principales Factores Ambientales
• Falta de act. física
• Vida sedentaria
• Malos hábitos alimenticios
• Disponibilidad de alimentos económicos
• Porciones grandes de comida

22. Algunas Variables
• Los factores genéticos representan el 50-85% a
la predisposición a densidad mineral ósea
(BMD) baja.
• La acumulación excesiva de grasa corporal y la
circunferencia de la cintura con baja BMD.

23. Fenotipos Intermediarios
Características de median el efecto de una
influencias genéticas-ambientales en
comportamiento de riesgo.

26. Exposoma
Ambiente químico interno del individuo, y las
exposiciones como la cantidad de químicos
biológicos activos en este ambiente interno.
Ingeridos:
• Agua
• Aire
• Alimentos
Producidos por:
• Inflamación
• Estrés Oxidativo
• Per oxidación de Lípidos
• Infección
• Flora Intestinal
• Etc.

28. Recopilación de Información
• Predisposición Genética
▫ Historial familiar, fenotipo o análisis directo del
ADN
• Factores Ambientales y de Estilo de Vida
▫ Entrevistas, cuestionarios, registros, mediciones
directas en los pacientes, etc.

29. Modelos Cualitativos
• Portadores vs No Portadores de un variante
genética.
• Expuestos vs No Expuestos a un factor
ambiental o comportamiento de riesgo.
• Combinaciones

30. Modelos Estadísticos
Asignación de significancia estadística a las
interacciones.
Determinar si el riesgo relativo es
significativamente mayor o menor para una
exposición conjunta de factores que los factores
por si solos.

31. • Estudios familiares
• Estudios de asociación en individuos no
relacionados
• Estudios de asociación: Diseño Retrospectivos
• Estudios de asociación: Diseños Prospectivo

32. Bibliografía
• Nava-González EJ, Gallegos-Cabriales EC, Leal-
Berumen I, Bastarrachea RA. Mini-Review: The
Contribution of Intermediate Phenotypes to GxE
Effects on Disorders of Body Composition in the
New OMICS Era. Iternational Journal of
Enviroment Research and Public Health. 2017
Septiembre; 14(1079).
• Meaney MJ. Epigenetics and the Biological
Definition of Gene x Enviroment Iteractions. Child
Development. 2010 Enero/Febrero; 81(1): p. 41-79.
• Hunter DJ. Gene-Environment Interactions in
Human Diseases. Nature Reviews|Genetics. 2005
Abril; 6: p. 287-298.