Nutrigenómica: análisis experimental, integrativo y desarrollo de una plataforma de minería de datos

• Autores: Roberto Martín Hernández
• Directores de la Tesis: Alberto Davalos Herrera (dir. tes.), Guillermo Reglero Rada (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francesco Visioli (presid.), Diana Martín García (secret.), Eduardo Gonzalez Couto (voc.), Miguel Vázquez García (voc.), Virginia García-Cañas (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ciencias de la Alimentación por la Universidad Autónoma de Madrid
• Materias:
  • Física
    • Química física
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • La Nutrigenómica, ciencia que estudia el potencial de los alimentos y sus compuestos bioactivos para alterar la expresión de los genes, podría explicar la capacidad de la dieta para modular nuestra salud. Plataformas especializadas como Gene Expression Omnibus (GEO) reúnen multitud de datos de expresión génica generados por tecnologías ómicas, y contienen resultados de experimentos que analizan los cambios de expresión génica en células humanas tras su tratamiento con distintos alimentos y compuestos bioactivos. El análisis integrativo de estos datos ofrece la posibilidad de profundizar en el conocimiento de las bases moleculares que gobiernan el binomio dieta-salud. Esta tesis trata de contribuir al estudio del potencial nutrigenómico de los alimentos y sus compuestos bioactivos. Inicialmente, se ha demostrado como el consumo de una dieta suplementada en hidroxitirosol, principal fitoquímico fenólico bioactivo del aceite de oliva virgen, es capaz de regular la expresión de cuatro micro ARN’s in vivo en el hígado de ratón, con potenciales implicaciones biológicas. Tras ello, se han recopilado y analizado datos resultantes de experimentos de nutrigenómica, disponibles en GEO, para construir una base de datos de expresión diferencial de genes. El análisis integrativo de esta base de datos ha permitido identificar una firma molecular de 18 genes con potenciales propiedades anticancerígenas. Finalmente, se ha completado la base de datos inicial con nuevos datos y definido las firmas moleculares de los experimentos incluidos, para desarrollar una plataforma de minería de datos en nutrigenómica. La plataforma se presenta en forma de una aplicación web, accesible públicamente (www.nutrigenomedb.org). Mediante el uso de tablas y gráficos interactivos, esta plataforma permite explorar el nivel de expresión diferencial de genes a nivel celular en respuesta al tratamiento con alimentos y sus compuestos bioactivos. Mediante un algoritmo de comparación de patrones de expresión, las firmas moleculares externas pueden compararse con las incluidas en la base de datos de nutrigenómica, lo que permite identificar mecanismos moleculares en común que explicarían los efectos beneficiosos de determinados alimentos. A través de un caso de uso, se demuestra como la aplicación desarrollada permite conectar una firma molecular provocada por el Amlodipino, un fármaco usado para el tratamiento de la hipertensión, con una firma molecular obtenida tras un tratamiento con un extracto de romero. Además el análisis funcional de los genes implicados en esta conexión identifica la represión de genes involucrados en actividades de transporte transmembrana de iones como el principal mecanismo molecular responsable de la conexión identificada.