El concepto de exposoma ha revolucionado nuestra comprensión de cómo el entorno influye en el genoma y repercute en nuestra salud. Este enfoque integral considera todas las exposiciones ambientales a lo largo de la vida de una persona, desde la concepción hasta la muerte, y está transformando la investigación en salud y la prevención de enfermedades. Sin embargo, desde una perspectiva holística, ¿es realmente viable identificar todos los factores a los que una persona está expuesta? ¿Cómo podemos detectar un efecto biológico específico y asociarlo a un factor en particular, cuando en nuestra vida diaria estamos sometidos a una multitud de influencias biológicas, químicas, ambientales e incluso sociales, muchas de las cuales están fuera de nuestro control? Tal vez, de alguna manera, sea posible.

El exposoma es un paradigma biomédico reciente que abarca todas las exposiciones ambientales que un individuo experimenta a lo largo de su vida y su relación con la salud. Estos factores no genéticos pueden ser internos, como el metabolismo o la microbiota intestinal; externos específicos, como la dieta o la actividad física; y exposiciones externas generales, como el clima o el estrés social. Las técnicas ómicas, que incluyen disciplinas como la genómica, la proteómica y la metabolómica, están haciendo posible medir las exposiciones y sus respuestas biológicas, mejorando así nuestra comprensión de las enfermedades.

El término "exposoma" fue introducido por el Dr. Christopher Wild como un complemento ambiental al genoma. Alrededor de 2010, Wild y su equipo en la Universidad de Stanford presentaron por primera vez este concepto, definiéndolo como "el conjunto de factores externos que interactúan con el genoma a lo largo de la vida". En este punto, es importante distinguir el exposoma de otro término relacionado como la “epigenética": mientras el primero abarca las exposiciones vitales, la segunda se centra en cómo estas exposiciones alteran la expresión genética sin modificar la secuencia del ADN, con mecanismos como la metilación del ADN o las modificaciones de las histonas, regulando así, qué genes se activan o desactivan.

Tradicionalmente, la investigación médica se centraba en factores genéticos o exposiciones específicas. Sin embargo, el exposoma revela que la realidad es mucho más compleja, ya que entre el 70 % y el 90 % del riesgo de desarrollar una enfermedad está determinado por factores ambientales no genéticos. Esto resalta la importancia de comprender y modificar el entorno para mejorar la salud.

Conexión Gen-Exposoma-Microbiota

El exposoma y la microbiota están estrechamente conectados en la fisiología humana. Los factores ambientales, como contaminantes, alimentos y estilo de vida, influyen en la microbiota intestinal, la cual a su vez modula la respuesta del cuerpo a estas exposiciones. Esta interacción contribuye a la susceptibilidad a enfermedades crónicas y desempeña un papel crucial en funciones esenciales para la salud.

El exposoma afecta a la microbiota tanto de forma directa, mediante la metabolización de xenobióticos, vitaminas y ácidos grasos de cadena corta, como de manera indirecta, a través de cambios en la microbiota por exposiciones ambientales prolongadas. Estos cambios pueden aumentar la vulnerabilidad a enfermedades como el asma, alergias, la inflamación crónica y trastornos metabólicos, como la obesidad. Además, la microbiota produce compuestos bioactivos que impactan diversos órganos, afectando la salud general. Es así que, comprender estas interacciones puede mejorar la medicina personalizada, permitiendo predecir y prevenir enfermedades antes de que se manifiesten, reduciendo así la necesidad de tratamientos complejos y costosos.

En un estudio publicado en la revista Nature en 2022 titulado: “Multi-omics signatures of the human early life exposome”, se identificaron 1170 asociaciones significativas entre exposiciones ambientales y cambios moleculares en embarazadas y niños, arrojando luz sobre cómo el entorno influye en nuestra biología desde etapas tempranas de la vida. El objetivo del estudio fue relacionar de manera sistemática las exposiciones ambientales durante el embarazo y la infancia con características moleculares. Sorprendentemente, encontraron 249 asociaciones relacionadas con el embarazo y 921 con la infancia, confirmando, por ejemplo, efectos persistentes del tabaquismo materno en la metilación del ADN y nuevas asociaciones con oligoelementos como el molibdeno, la calidad del aire y contaminantes como ftalatos y parabenos.

Los hallazgos también destacan cambios moleculares relacionados con la dieta y su interacción con el microbioma intestinal. La exposición infantil al cobre se asoció con marcadores de inflamación, mientras que las condiciones meteorológicas se relacionaron con metabolitos sanguíneos ligados al sueño y la depresión. De este modo, el estudio revela la complejidad de las interacciones entre nutrientes y contaminantes, ofreciendo una línea para futuras investigaciones y el potencial desarrollo de biomarcadores para evaluar exposiciones a largo plazo.

El estudio del exposoma requiere un enfoque multidisciplinario que integre avances en la evaluación de exposiciones, bioinformática y biología de sistemas. Nuevas metodologías, como dispositivos de monitoreo personal y aplicaciones para teléfonos inteligentes, permiten recopilar datos en tiempo real sobre las exposiciones individuales. Estas herramientas, combinadas con biomarcadores y enfoques computacionales avanzados, están brindando una perspectiva sin precedentes sobre cómo el entorno influye en nuestra salud. Sin embargo, una de las herramientas más importantes es la espectrometría de masas, que permite detectar y cuantificar con precisión una amplia variedad de compuestos químicos en el cuerpo humano, desde contaminantes hasta metabolitos endógenos. Su capacidad para analizar trazas de compuestos con alta sensibilidad y especificidad es esencial para el análisis exposómico, especialmente en la detección simultánea de múltiples exposiciones en bajas concentraciones.

La investigación del exposoma

Diversas iniciativas globales han surgido para avanzar en la investigación del exposoma. Un ejemplo destacado es el proyecto del Imperial College de Londres, "Evaluación mejorada de la exposición y elaboración de perfiles ómicos en Europa", que busca entender mejor las exposiciones ambientales prioritarias. Actualmente, la iniciativa EXIMIOUS, financiada por el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea, combina la exposómica e inmunómica para mapear los efectos inmunológicos inducidos por las exposiciones ambientales. En Estados Unidos, el programa ECHO de los Institutos Nacionales de Salud estudia cómo estos factores impactan en la salud infantil, mientras que el Proyecto Exposoma Humano reúne a investigadores globales para desarrollar herramientas de medición y análisis.

A nivel europeo, países como Suecia, Francia, Austria y Chequia han establecido infraestructuras dedicadas a la exposómica. Suecia, por ejemplo, alberga la Instalación Nacional para la Exposómica en la Universidad de Estocolmo, y Francia ha creado France Exposome, una infraestructura nacional que se enfoca en la salud ambiental. Además, la Infraestructura de Investigación para la Evaluación de la Exposición Ambiental (EIRENE) abarca 17 nodos nacionales en Europa y Estados Unidos, con el objetivo de desarrollar la primera infraestructura europea dedicada al exposoma humano.

Estas iniciativas reflejan un creciente reconocimiento de la importancia de la exposómica y garantizan recursos para descubrir cómo las exposiciones ambientales influyen en la salud humana

Paradigma revolucionario

El exposoma representa un paradigma revolucionario en la investigación de la salud, ofreciendo una visión integral de cómo el entorno influye en nuestro bienestar a lo largo de la vida. Aunque las exposiciones tempranas son fundamentales, es crucial reconocer que la modificación del exposoma en cualquier etapa de la vida puede tener impactos significativos en la salud.

A pesar del gran avance que representa este enfoque, los desafíos en la investigación del exposoma son considerables. La identificación de biomarcadores precisos que reflejen exposiciones múltiples y acumulativas es compleja, requiriendo estudios longitudinales y replicación en diversas poblaciones. La variabilidad temporal de las exposiciones y sus efectos biológicos complica aún más este proceso. Además, la distinción entre los efectos directos de las exposiciones ambientales y las condiciones preexistentes presenta un reto significativo.

El avance de las tecnologías "ómicas" hará posible el estudio del exosoma pero al mismo tiempo esta genera cantidades masivas de datos, planteando desafíos en su gestión, procesamiento e interpretación. La variabilidad biológica entre individuos añade otra capa de complejidad, dificultando la identificación de biomarcadores universales y el establecimiento de normas de referencia aplicables a toda la población.

A pesar de estos retos, el estudio del exposoma promete abrir nuevas vías para la prevención de enfermedades y la promoción de la salud. Al desentrañar las complejas interacciones entre múltiples factores ambientales y la biología humana, estamos avanzando hacia un futuro donde podremos vivir vidas más largas y saludables en armonía con nuestro entorno, fundamentados en una comprensión más profunda y matizada de la salud humana.

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(*) Decano del Colegio de Biólogos de Lambayeque.

 respuesta de 825416 el 2024-06-11.

 respuesta de ESMERALDÃÂ� COSSIO LINARES el 2022-07-10.

 respuesta de Esmeralda el 2022-07-10.

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