'Eres lo que comes' y ahora los investigadores saben exactamente qué es

Un equipo internacional de científicos, dirigido por investigadores de la Universidad de California en San Diego (EE.UU), ha desarrollado un nuevo método llamado metabolómica no dirigida para identificar la gran cantidad de moléculas derivadas de los alimentos que antes no se ‘rastreaban’, pero que aparecen en nuestra sangre y nuestras heces.

El método, descrito en un artículo de 'Nature Biotechnology', emparejó todos los productos del metabolismo en una muestra con grandes bases de datos de donde había inventarios químicos disponibles, proporcionando un catálogo sin precedentes de las firmas de moléculas creadas al consumir alimentos o al procesarlos en nuestro intestino. Este nuevo enfoque podría ampliar drásticamente la comprensión de las fuentes de sustancias químicas en muchos tipos de muestras humanas, animales y ambientales.

Las moléculas de la dieta

"La espectrometría de masas no dirigida es una técnica muy sensible que permite la detección de cientos a miles de moléculas que ahora se pueden usar para crear un perfil de dieta de las personas", dijo el coautor correspondiente Pieter Dorrestein, director del Collaborative Mass Spectrometry (Centro de Innovación de Microbiomas de la Facultad de Farmacia y Ciencias Farmacéuticas Skaggs de la Universidad de California en San Diego. EE.UU).

”La capacidad para comprender cómo lo que comemos se traduce en productos y subproductos del metabolismo tiene implicaciones directas para la salud humana. Ahora, podemos utilizar este enfoque para obtener información sobre la dieta de forma empírica y comprender las relaciones con los resultados clínicos. Ya es posible vincular las moléculas en la dieta con los resultados de salud, no una a la vez, sino todas a la vez, lo que no había sido posible antes”, insiste.

La metabolómica mplica la medición integral de todos los metabolitos en una muestra biológica. Estas son las sustancias, generalmente moléculas pequeñas, que se producen o utilizan cuando un organismo descompone los alimentos, los fármacos, las sustancias químicas o sus propios tejidos. Son los productos del metabolismo.

El estudio también utilizó una técnica relacionada, la metagenómica, para medir el material genético en muestras biológicas y caracterizar los microbios presentes. Los estudios de metabolómica actuales anotan o identifican solo el 10% de las características moleculares en las muestras, dejando el 90% del material de forma desconocida.

El nuevo enfoque utiliza el análisis basado en datos de referencia (DR) para hacer coincidir los datos de metabolómica derivados de la espectrometría de masas en tándem o MS/MS (una herramienta analítica que mide el peso molecular utilizando dos analizadores en lugar de uno) con los datos anotados en metadatos.

Biblioteca de referencia MS/MS

Esencialmente, cada molécula es despojada de electrones para que se cargue. El ion cargado se pesa usando una escala muy sensible, luego se rompe en pedazos y esos pedazos se pesan, creando una huella digital única para cada molécula.

"El método permite comprender cómo lo que comemos se traduce en productos y subproductos del metabolismo con implicaciones directas para la salud humana"

Estas colecciones de piezas o "espectros de fragmentación" se pueden comparar entre la muestra que se analiza y una base de datos de referencia. Sin embargo, hasta ahora el proceso ha sido muy complejo.

En el nuevo trabajo, los investigadores investigaron miles de alimentos aportados por personas de todo el mundo en la iniciativa Global FoodOmics lanzada en San Diego hace siete años, basándose en el éxito de la ciencia ciudadana American Gut Project/The Microsetta Initiative.

Los científicos aumentaron por cinco su producción de datos con respecto a las técnicas convencionales. Lo que es más importante, el nuevo método permitió utilizar la metabolómica no dirigida para determinar la dieta en función de una muestra de heces o sangre.

El gran avance que mide la dieta

Los autores han asegurado que el análisis de RD les permitió analizar los patrones dietéticos (vegano ‘versus’ omnívoro, por ejemplo) y el consumo de alimentos específicos y, en general, comparar los datos con cualquier base de datos de referencia existente.

"Este avance es crucial porque los métodos tradicionales para medir la dieta, como los diarios de alimentos o los cuestionarios de frecuencia de ingesta de los mismos, son difíciles de completar y muy complicados de hacer con precisión", dijo el coautor Rob Knight, director del Centro de Innovación de Microbiomas.

“El potencial de leer directamente la dieta de una muestra tiene enormes implicaciones para la investigación en poblaciones como las personas con la enfermedad de Alzheimer, que pueden no ser capaces de recordar o explicar lo que comieron. Y en aplicaciones de conservación de vida silvestre”.

De particular interés, comentan los investigadores Dorrestein y Knight, fueron las grandes mejoras en la cantidad de moléculas en la sangre o las heces que podrían explicarse cuando los alimentos se compararon, por ejemplo: la combinación de alimentos de la población general de Italia con personas de la península de Cilento, donde los científicos de San Diego están colaborando en un estudio de centenarios.

"Este avance es crucial porque los métodos tradicionales para medir la dieta, como los diarios, son difíciles de completar y de hacer con precisión"

“Esto realmente demuestra lo importante que será obtener muestras de alimentos y muestras clínicas de personas de todo el mundo para comprender cómo nuestras moléculas y microbios trabajan juntos para mejorar o degradar nuestra salud en función de las dietas que consumimos”, insiste el Dr. Knight.

"Este estudio también señala el camino hacia el uso de RD para explicar la materia oscura en nuestro metaboloma", agrega, "No solo en términos de dieta, sino también en la exposición a sustancias químicas, por ejemplo, de la ropa que usamos, los medicamentos que tomamos, los productos de belleza que aplicamos y los entornos a los que estamos expuestos”.