Compuestos bioactivos de la dieta como moduladores de RNAs no codificantes
- Autores: Diana Carolina Mantilla Escalante
- Directores de la Tesis: Alberto Davalos Herrera (dir. tes.), Almudena García-Ruiz (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2021
- Idioma: español
- Número de páginas: 300
- Tribunal Calificador de la Tesis: José María Carrascosa Baeza (presid.), Laura Jaime de Pablo (secret.), Juana Mosele (voc.), María Isabel Espinosa Salinas (voc.), Javier Martínez-Botas Mateo (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Alimentación por la Universidad Autónoma de Madrid
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
Resumen El incremento a nivel mundial de las enfermedades metabólicas como la diabetes, el hígado graso no alcohólico (NAFLD), y las enfermedades cardiovasculares (ECVs) han hecho necesario abordar nuevas estrategias tanto nutricionales como farmacológicas que nos ayuden a explorar los mecanismos moleculares que subyacen en los desequilibrios bioquímicos asociados a estas patologías del metabolismo.
Se ha descubierto que los RNAs que no codifican para proteína, RNA no codificantes (ncRNAs), tienen un papel fundamental en el metabolismo, debido a su capacidad de actuar de manera postranscripcional en la regulación génica. Por otro lado, también se ha descrito que la dieta o sus componentes pueden modular la expresión de los ncRNAs, convirtiéndolos en excelentes candidatos para el desarrollo de nuevas terapias que nos ayuden a contrarrestar el efecto de las enfermedades metabólicas anteriormente mencionadas. Teniendo en cuanta lo anterior, en la presente tesis doctoral evaluamos los efectos de tres suplementaciones dietéticas con alto contenido lipídico en los niveles de expresión de los ncRNAs, especialmente en los microRNAs (miRNAs).
El primer estudio se basó en una dieta suplementada con aceites de palma en exceso, en la cual se evaluaron los efectos del aceite de palma híbrido (Elaeis oleifera x Elaeis guineensis) (HP), en comparación con el aceite de palma africana (Elaeis guineensis), (AP) en el perfil de los miRNAs hepáticos, en un modelo de primate no humano, durante 3 meses. El análisis de los miRNAs en el hígado mostró una modulación selectiva de los miRNAs miR-592, miR-488-3p-1, miR-339-3p, miR-17-5p-1, miR-877-5p, miR-15b-5p, miR-484-1, miR-4745-5p, let-7b-5p y miR-25-3p por el HP, algunos de los cuales tienen genes diana implicados en las vías génicas de moléculas de adhesión celular y de peroxisomas. Los resultados obtenidos sugieren que el consumo de aceite de HP debe ser monitoreado cuidadosamente, ya que su consumo excesivo en comparación con el de AP podría implicar importantes alteraciones del metabolismo hepático e incluso podría inducir al desarrollo de enfermedades como la NAFLD.
En un segundo estudio se evaluó el efecto de la ingesta aguda lipídica sobre los miRNAs, bajo el estado de lipemia postprandial, tanto en ratón como en humanos. En total, se evaluaron 641 miRNAs circulantes (c-miRNAs) en plasmas de ratones dos horas después de la ingesta. También se utilizó un modelo de ratón KO Dicer1, específico de intestino, para identificar posibles miRNAs secretados. Finalmente, se validaron 10 c-miRNAs que respondieron a la lipemia postprandial y a los ratones Dicer1 como posibles miRNAs intestinales, incluidos el miR-206-3p, miR-543-3p, miR-466c-5p, miR-27b-5p, miR-409-3p, miR-340-3p, miR -1941-3p, miR-10a-3p, miR-125a-3p y miR-468-3p. El análisis de sus posibles tejidos diana mostraron un enriquecimiento de miRNAs seleccionados en hígado, intestino, cerebro o músculo esquelético. En cuanto a los estudios en humano, el miR-206, miR-27b-5p y miR-409-3p demostraron ser modulados por la ingesta aguda lipídica. El análisis de sus genes diana reveló su participación potencial en el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF) y vías de señalización CCKR en humanos. Por lo tanto, nuestros resultados demuestran que ciertos miRNAs se liberan en la circulación en respuesta a las dietas con alto contenido graso, proponiéndolos como posibles nuevas dianas terapéuticas del metabolismo de los lípidos para el tratamiento de enfermedades como la ECV.
En un tercer estudio, realizado en humanos, se caracterizó los ncRNAs transportados por exosomas. Con el objetivo de caracterizar aquellos ncRNAs como los RNA no codificantes “largos” (lncRNAs) y miRNAs transportados por exosomas que respondan a la dieta mediterránea (DM). Los análisis incluyeron la recolección de muestras de plasmas, a tiempo basal y después de 1 año de las intervenciones dietéticas, el cual incluyó tres grupos experimentales: la DM más una suplantación con aceite de oliva virgen extra (AOVE) o frutos secos (FS) y un grupo de dieta baja en grasas (DBG). Los resultados indican que no hubo cambio en la expresión de los lncRNAs pertenecientes al grupo de DBG, mientras que la DM+AOVE indujo el cambio de expresión de CAGNA1G, CTD-2316B1.2, RP11-281015.4 y el LINC01430. Respecto al grupo DM+FS, hubo cambio en la expresión de LINC00477, SEMA6-AS1, CTC-286N12.1, CTD-2316B1.2, RP11-281015.4, LINC01430, TXNDC12, LINC00637, LOC100506747. Por otro lado, los análisis realizados en miRNAs transportados por exosomas indican que 22 c-miRNAs mostraron un cambio en su expresión debido alguna de las dietas estudiadas (miR-215-5p, miR-10a-5p, miR-21-5p, miR-210-3p, miR-34b-5p, miR-29c-3p, miR-106a-5p, miR-107, miR-20b-5p, miR-20a-5p, miR-103a-3p, miR-1224-5p, miR-151a-3p, hsa-miR-1246, miR-17-5p, miR-23a-3p, miR-222-3p, miR-320b, miR-193b-3p, miR-22-3p, miR-125a-3p y miR-28-5p). Los análisis bioinformáticos de los miRNAs expresados diferencialmente y sus genes diana validados sugieren que ciertas vías metabólicas fueron moduladas por las intervenciones dietéticas, como el PI3K-Akt y AMPK, para la DBG, las vías PI3K-Akt, NF-kappa B, HIF-11, y resistencia a la insulina para la DM+AOVE, y FoxO, PI3K-Akt, AMPK, p53 y HIF-1 para la DM+FS. Este estudio demuestra que la DM, después de 1 año de duración, modula el contenido de ncRNAs en exosomas, lo cual podría explicar los efectos beneficiosos que se le atribuyen a esta dieta, como por ejemplo su protección frente a enfermedades de tipo cardiovascular.
Finalmente, también se comprobó si los compuestos bioactivos de la dieta, como son los polifenoles, pueden ser transportados directamente por exosomas. Para ello, se realizó un análisis en ratas con el fin de determinar si los polifenoles pueden ser transportados por vesículas extracelulares. En este estudio los animales ingirieron un extracto dietético de polifenoles de semilla de uva (EPSU). El plasma fue extraído a las 3 y 7 horas después de la ingesta, para su posterior extracción de exosomas y cuantificación de los polifenoles y sus metabolitos. Los resultados del análisis cuantitativo de LC-MS/MS registraron un mínimo de polifenoles en exosomas plasmáticos, lo que sugiere la necesidad de realizar más estudios que comprueben los mecanismos de transporte de estos compuestos bioactivos.
En conclusión, nuestros estudios indican que las dietas o suplementaciones con alto contenido lipídico modulan la expresión de ncRNAs, así como una posible participación en las vías génicas asociadas especialmente al metabolismo lipídico y sus mecanismos de transporte entre célula-célula. En este sentido, el estudio del transporte de compuestos bioactivos a través de los exosomas podría ayudarnos a comprender los mecanismos moleculares asociados a los factores de riesgo y patologías del síndrome metabólico.
