Estudio de la programación metabólica por metilación del ADN en nutrición perinatal: estrategia y diseño óptimos y aplicación en un caso práctico

Abstract

[spa] La programación metabólica es un conjunto de modificaciones que pueden darse en etapas críticas del desarrollo, como puede ser la etapa perinatal de un individuo, en respuesta a estímulos externos como la dieta materna. Estas modificaciones, de origen epigenético, si son fruto de una modificación deletérea como una restricción calórica gestacional, pueden provocar una mayor predisposición al desarrollo de determinadas patologías en la edad adulta. Por ello, es relevante estudiar si, a través de la suplementación dietética con compuestos beneficiosos para la salud, como las pectinas altamente esterificadas, o como consecuencia de una modificación de la composición de la microbiota intestinal, se puede modificar la expresión génica e, incluso, revertir los efectos de una malprogramación metabólica en la descendencia. En el presente trabajo, se ha planteado estudiar y comparar mecanismos de análisis de los niveles de metilación del ADN en regiones reguladoras de la expresión de determinados genes (a través de técnicas como la conversión bisulfito seguidas de secuenciación) y, posteriormente, escoger la mejor estrategia para poder estudiar los cambios epigenéticos en los niveles de metilación causados por tratamientos perinatales. Para ello, se han estudiado y comparado dos técnicas de secuenciación (tradicional y masiva) y, finalmente, escogido una estrategia a seguir la cual se aplicaría en un caso práctico basado en un estudio de suplementación con pectinas altamente esterificadas en ratas sometidas a restricción calórica durante la gestación.

[eng] Metabolic programming is a set of modifications that can occur in critical development stages, such as the perinatal stage of an individual, in response to external stimuli such as the maternal diet. These modifications, with an epigenetic origin, if they are the result of a deleterious modification such as a gestational caloric restriction, they can cause a greater predisposition to develop certain pathologies in adulthood. Therefore, it is relevant to study whether, through dietary supplementation with high-esterified pectin, or because of a modification on the composition of the intestinal microbiota, it can modify gene expression and even reverse the effects of metabolic malprogramming in the offspring. In the current work, it has been proposed to study and compare different mechanisms of analysis of DNA methylation levels in regulatory regions of gene expression (through techniques such as bisulfite conversion followed by sequencing) and, subsequently, choosing the best strategy to analyse the epigenetic changes on DNA methylation levels caused by perinatal treatments. For this purpose, two sequencing techniques (traditional and massive) have been studied and compared and, finally, a strategy has been chosen which would be applied in a practical case based on the study of supplementation with high-esterified pectin in rats submitted to caloric restriction during pregnancy