Micro ARN en la dieta: algo más que micro- y macronutrientes

Resumen: Recientemente se ha descubierto que pequeñas moléculas de ARN (moléculas que contienen el código genético en los seres vivos) procedentes de plantas, pueden incorporarse al organismo de los animales a través de la dieta y alterar la producción de ciertas proteínas en el cuerpo, y alterar, por ejemplo, los niveles de colesterol. Este descubrimiento abre un nuevo campo de investigación ya que se desconocía este efecto de los alimentos sobre los animales.

El papel de los llamados micro-ARN (miARN) como agentes fundamentales de la expresión génica en los organismos vivos, ha sido establecido recientemente. Los micro ARN endógenos tienen una importante actividad en la respuesta al estrés, o bien pueden ser producidos en respuesta a una invasión por ácidos nucleicos exógenos procedentes de virus o bacterias[1].

El descubrimiento de estas funciones ha permitido utilizar los micro ARN en el laboratorio con objeto de silenciar la expresión génica, con distintos objetivos, como puede ser el desarrollar cultivos con resistencia a plagas[2]. Cabe señalar que basta la complementariedad de secuencias de tan solo 6 nucleótidos entre el miARN y su molécula objetivo para conseguir el silenciamiento[3].

Surge la cuestión de si es posible que otras moléculas exógenas de micro ARN puedan provocar una respuesta en el organismo. Esto es lo que Zhang et al estudiaron en un trabajo publicado en Cell Research[4]. A partir de suero humano, clonaron y secuenciaron el micro ARN y se encontraron con el sorprendente hallazgo de que un 5% del material era de procedencia vegetal. La fuente más obvia de este ARN vegetal era la dieta, por lo que pusieron en marcha un ensayo con ratones, a los que les fue administrado pienso convencional o bien arroz. La concentración de miARN en el suero de los ratones alimentados con arroz fue superior. Para confirmar este hallazgo, se administró a un grupo de roedores pienso enriquecido con miARN vegetal, con el mismo resultado.

Uno de los micro ARN más abundantes en los vegetales es el denominado miR168. Éste tiene un alto grado de complementariedad con uno de los fragmentos del mARN de la proteína LDLRAP1 (proteína 1 del receptor de la lipoproteína de baja densidad). Este ARN mensajero codifica una proteína que facilita la eliminación de la lipoproteína de baja densidad (LDL) del torrente sanguíneo.En los ratones alimentados con miR168, se observó una disminución del nivel de la proteína, pero no del mARN que la codifica, lo que implica que el miR168 procedente de las plantas, actúa silenciando la expresión de la proteína en las células.

La ralentización del metabolismo de LDLRAP1 en el higado produce una disminución de la endocitosis de LDL por las células hepáticas, lo que dificulta la eliminación de LDL del plasma. De hecho, los niveles de LDL en los ratones que ingirieron miR168 se elevaron tras la toma. Se verificó que el efecto era debido al micro ARN ya que este efecto se inhibió cuando se inoculó un oligonucleótido anti-miR168. En el caso de miARN de origen animal, la adición de MiR-150 produjo un efecto similar por ralentización del metabolismo de otra proteína distinta, también en el hígado.

Todo lo anterior despierta muchas incógnitas, dado que la cantidad de micro ARN en la dieta, tanto de origen vegetal como animal, puede tener el potencial de modificar la expresión génica en animales[3,5]. El hecho de que la cocción no destruye la estructura de estos micro ARN y que son estables en el aparato digestivo plantea la incógnita de hasta qué punto puede verse alterado nuestro fenotipo por esta causa y las patologías que pueden estar asociadas. Otra incógnita es la influencia en las bacterias que componen la flora intestinal, que tienen una gran influencia en nuestra salud a todos los niveles[6].

La hibridación de distintas variedades de trigo natural con el objeto de conseguir cultivos más resistentes, junto con la modificación genética, ha permitido obtener variedades con mayores rendimientos y que proporcionan harinas con mejor procesabilidad. Sin embargo, esta modificación genética ha hecho que el trigo moderno exprese un tipo de gliadina a la que presenta sensibilidad un mayor porcentaje de la población con respecto al trigo natural. Esta es una de las causas del incremento de incidencia de la enfermedad celiaca desde los años 80, en que se introdujo estas variedades[7].

Cabe pensar ahora si los organismos modificados genéticamente utilizados en la industria alimentaria, pueden no solo expresar nuevas proteínas a las que no estemos adaptados, sino que alguno de los miARN de estas nuevas variedades puedan tener un efecto desconocido sobre la expresión génica de alguna proteína clave para nuestra salud. Las implicaciones en salud pública pueden ser de gran importancia, y esperamos un avance en las investigaciones en este área.

Referencias

1.- Ding SW, Voinnet O. Antiviral immunity directed by small RNAs. Cell 2007;130:413–426.

2.- Baum JA, Bogaert T, Clinton W, et al. Control of coleopteran insect pests through RNA interference. Nat Biotechnol 2007; 25:1322–1326.

3.- Lewis BP, Burge CB, Bartel DP. Conserved seed pairing, often flanked by adenosines, indicates that thousands of human genes are microRNA targets.Cell 2005; 120:15–20.

4.- Zhang L, Hou D, Chen X, et al. Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: evidence of cross-kingdom regulation by microRNA. Cell Res 2011 Sep 20; doi: 10.1038/cr.2011.158

5.- Rajagopalan R, Vaucheret H, Trejo J, Bartel DP. A diverse and evolutionarily fluid set of microRNAs in Arabidopsis thaliana. Genes Dev 2006; 20:3407–3425.

6.- Diaz H, et al. Normal gut microbiota modulates brain development and behavior. PNAS 2011; 108:3047-3052. doi:10.1073/pnas.1010529108

7.- Van den Broeck H.C et al. Theor Appl Genet 2010; 121:1527–1539. doi: 10.1007/s00122-010-1408-4

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