En la universidad conocí a un chico que podía consumir tazones rebosantes de helado sin que eso causara algún efecto perceptible en sus abdominales de six-pack. Desde entonces me he estado preguntando por qué mi cuerpo no responde de esa manera a mi postre favorito u a otro del que no me arrepienta al día siguiente cuando me suba a la báscula. Los avances recientes en la ciencia de la nutrición ahora están cada vez más cerca de cumplir mi sueño de un postre sin repercusiones, además de muchos otros beneficios para la salud.
Durante mucho tiempo ha sido obvio, tanto para los científicos como para la gente común, que cada persona responde de manera diferente a un régimen alimenticio o dietético determinado. Durante años, los científicos han tratado de descubrir cómo acomodar estas idiosincrasias de forma que mejore la salud y evite padecimientos comunes como enfermedades cardiacas, obesidad y diabetes y que, para bien o para mal, ayude a las personas a perder peso.
Después de años de intentar encontrar genes que pudieran explicar las diferencias individuales, los científicos se han dado cuenta de que los genes por sí solos no pueden explicar la relación del cuerpo humano con los alimentos en toda su complejidad. La dieta y la salud involucran genes y, además de muchos otros, el sueño, el ejercicio y el estrés. Uno de los factores más importantes, quizás el más relevante, es la comunidad de billones de microorganismos individuales que viven en el intestino de cada persona, llamado microbioma.
CULTIVAR BACTERIAS INTESTINALES SALUDABLES
Esta noticia es buena porque, si bien uno no puede cambiar sus genes, sí puede cultivar bacterias intestinales saludables, cambiar el horario de las comidas y ajustar la dieta y los factores del estilo de vida para optimizar la salud metabólica.
Esto también sería una pesadilla en cuanto a datos si no fuera por los avances recientes en inteligencia artificial (IA), en particular, un tipo llamado aprendizaje automático (machine learning), que es capaz de reconocer patrones en cantidades alucinantes de datos. La IA puede digerir todas las medidas necesarias para evaluar el estado de salud de cada individuo y usarlas para generar información útil, incluidas predicciones sobre cómo las selecciones de alimentos afectan el bienestar y el riesgo de enfermedad.
El objetivo de esta ciencia es llegar a una era, durante mucho tiempo prometida, de nutrición personalizada y con efectos potencialmente trascendentales en la salud humana.
El año pasado, los Institutos Nacionales de Salud de Estados Unidos anunciaron planes para repartir más de 170 millones de dólares en subvenciones de investigación para acelerar el desarrollo de nuevos algoritmos que predicen las respuestas individuales a los alimentos y las rutinas dietéticas. La agencia se está preparando para reclutar e inscribir a 10,000 personas en un estudio que monitoreará sus dietas diarias, alimentará a algunos de ellos con dietas especiales seleccionadas por investigadores, rastreará cuidadosamente las respuestas individuales y luego usará algunos de estos algoritmos para analizarlas.
El estudio tomará en cuenta la genética de un individuo, los microbios intestinales y otros factores de estilo de vida, biológicos, ambientales o sociales, “para ayudar a cada individuo a desarrollar recomendaciones alimenticias que mejoren la salud en general”.
TRILLONES DE MICROBIOS INTESTINALES
Un grupo de empresas emergentes está incorporando los resultados de estudios recientes a nuevos productos para la salud. Ofrecen pruebas autoadministradas y evaluaciones de aprendizaje automático de las preferencias dietéticas de un individuo, y recomendaciones sobre cómo ajustar la dieta y el estilo de vida para mantenerse saludable y evitar enfermedades.
Pero he aquí el problema: la interacción de la dieta y el metabolismo en muchos individuos de una población es tan compleja que los científicos necesitan muchos más datos antes de poder tener en cuenta todos los aspectos de la salud humana. Algunas compañías ofrecen consejos útiles, pero no está claro si siempre es mejor que lo que puedes obtener de tu médico durante una revisión de rutina.
La nueva ciencia de la nutrición no podría llegar más pronto. Las tasas de diabetes, obesidad y enfermedades prevenibles vinculadas a trastornos metabólicos han alcanzado niveles sin precedentes y siguen aumentando. La nutrición personalizada, dicen algunos, es nuestra mejor oportunidad de reducir esas tasas.
Hace unas semanas, solicité un kit de una empresa emergente de nutrición con sede en Boston, llamada Zoe, que pretende medir la forma en que mi cuerpo responde a diferentes alimentos y generar recomendaciones sobre cómo podría ajustar mi dieta para que se adapte a mi perfil metabólico único. Tiempo después recibí un paquete amarillo, un poco más grande que una caja de zapatos, que contenía dos paquetes de muffins de vainilla hechos con suficiente grasa y azúcar para causar un frenesí hiperglucémico en un pequeño animal.
CIENCIA DE LA NUTRICIÓN
El propósito de los panecillos es “desafiar” mi metabolismo para que los científicos de Zoe y los algoritmos de inteligencia artificial puedan comparar la respuesta de mi cuerpo con la de otras 70,000 personas que hacen dieta y que se sometieron previamente a la prueba.
Para medir esto, junto con mi respuesta a una serie de pruebas y desafíos metabólicos adicionales, los muffins venían con una variedad de dispositivos: un monitor de glucosa en sangre continuo que parecía una tachuela gigante, un análisis de sangre casero y un elaborado “kit de recolección de heces” con todo y guantes desechables y una cucharita de plástico. Después de realizar todas estas pruebas, la compañía promete enviar un informe detallado y un plan de acción, junto con una vista previa al futuro del cuidado de la salud.
El fundador de Zoe es el Dr. Tim Spector, un “epidemiólogo genético” de 64 años de la King’s College en Londres y autor de varios libros sobre la ciencia de la nutrición. En 2017, un par de empresarios de internet con experiencia en aprendizaje automático, Jonathan Wolf y George Hadjigeorgiou, lo escucharon dar una conferencia sobre nutrición en la National Geographic Society en Londres. Posteriormente, los dos ingenieros lo persiguieron con la idea de poner en práctica sus palabras.
Poco después los tres formaron Zoe, y salieron del “modo oculto” en 2020 después de recaudar millones de dólares en capital de riesgo. Lanzaron una ingeniosa campaña de mercadotecnia vinculada con la publicación de un par de artículos de alto perfil revisados por pares en la prestigiosa revista científica Nature Medicine.
LA CAÍDA DE LA GENÉTICA
Si le hubieras preguntado a Spector hace 20 años por qué diferentes personas responden de manera diversa a dietas idénticas, probablemente te habría dado una conferencia sobre genética. Después de todo, había pasado los 20 años anteriores construyendo el registro más grande del Reino Unido de gemelos idénticos y mellizos para poder estudiar cómo los genes influyen en la salud y las enfermedades humanas.
Originalmente con formación de reumatólogo, el trabajo de Spector incluyó hallazgos influyentes sobre cómo las variaciones genéticas podrían tener impacto en las diferentes maneras en que las personas metabolizan la vitamina D —que desempeña un papel clave en la absorción de calcio, la salud ósea y la gravedad de algunas formas de artritis.
Como la mayoría de sus colegas, creía que estábamos en la cúspide de una revolución en la nutrición personalizada que en teoría estaría impulsada por nuevas tecnologías de secuenciación genética. Spector ha reclutado a 13,000 gemelos para participar en estudios con la idea de hacer realidad esta revolución.
A principios de la década de 2010, la opinión de Spector –y la de muchos de sus colegas– comenzó a cambiar. Había secuenciado completamente los genomas (3,000 millones de bits de datos genéticos codificados en el ADN de cada individuo) de unos 3,500 gemelos en su registro. Los resultados fueron desalentadores.
Muchas de las condiciones que habían producido datos iniciales prometedores utilizando pruebas genéticas menos precisas –y que sugerían que podrían estar vinculadas con genes específicos– mostraron solo asociaciones genéticas modestas cuando se analizaron con las mejores herramientas. Por ejemplo, la influencia de la genética en la edad de la muerte, recuerda, fue solo del 25 por ciento. Y para las enfermedades del corazón fue de aproximadamente el 30 por ciento.
LA GENÉTICA AYUDA POCO
En el ámbito de la nutrición, un área de creciente interés personal para Spector quien, en 2011, sufrió un derrame cerebral leve y decidió cambiar su dieta, la influencia fue aún más difícil de encontrar. La artritis reumatoide, la enfermedad en la que su investigación previa sobre la vitamina D había generado tanto optimismo, la genética resultó ser responsable de menos del 15 por ciento del riesgo. La obesidad, había encontrado mil genes asociados. Estos explicaron, dice, menos del 1 por ciento de la variación entre individuos.
“Me resultó bastante obvio que no podíamos predecir enfermedades comunes de esta manera para la mayoría de las personas”, asegura. “Y eso también fue cierto para aspectos como la nutrición, incluidas las diferencias en la forma en la que las personas metabolizan las grasas y los carbohidratos”.
Afortunadamente, había nuevas áreas prometedoras para investigar. A finales de los años 2000 y principios de la década de 2010, Jeffrey Gordon, colega genetista de la Universidad de Washington, en St. Louis, demostró que algunas personas obesas tenían niveles anormalmente bajos de ciertos tipos de bacterias intestinales en comparación con las personas delgadas, y que era posible revertir estas proporciones a través de la dieta.
Inspirado en este hallazgo, Spector, al igual que muchos de sus colegas, comenzó a incursionar en estudios que examinan el microbioma intestinal y sus posibles vínculos con trastornos metabólicos y otras enfermedades.
EMERGE EL ÍNDICE GLUCÉMICO
En 2015, se encajó otra pieza crucial del rompecabezas. Un grupo de investigación israelí del Instituto de Ciencias Weizmann publicó un artículo científico explosivo en la revista Cell que cuestionaba una de las herramientas más utilizadas en el campo de la nutrición: “el índice glucémico”, un sistema de clasificación que mide el tiempo que le toma al cuerpo humano convertir los carbohidratos naturales de un alimento determinado en glucosa y liberarla en el torrente sanguíneo.
El índice, basado en lecturas recopiladas y promediadas de un pequeño grupo de sujetos de estudio en la década de 1970 y principios de la de 1980, había sido durante décadas una medida central utilizada para evaluar las cualidades nutricionales de los alimentos. Se pensaba que los alimentos con un índice glucémico alto conducían a picos poco saludables en los niveles de glucosa en la sangre que, con el tiempo, se asociaron con un mayor riesgo de desarrollar diabetes y una gran cantidad de otras afecciones metabólicas.
Los científicos de Weizmann repitieron el experimento en 800 individuos sanos y, armados con todos los implementos de la ciencia moderna, lo hicieron con mucha mayor profundidad y rigor. El equipo siguió a cada individuo durante una semana, registrando los niveles de azúcar en la sangre con un monitor de glucosa continuo cada cinco minutos, y finalmente distinguieron las reacciones individualizadas a un total de 46,898 comidas.
DUDAS CON EL ÍNDICE GLUCÉMICO
Los resultados fueron impactantes. Por un lado, los investigadores exhibieron una amplia variabilidad en las respuestas individuales a cada una de las comidas, lo que arrojó dudas sobre la utilidad del ampliamente usado índice glucémico. Y demostraron una manera mucho más efectiva de evaluar las cualidades nutricionales de los alimentos: mediante el uso de un algoritmo de aprendizaje automático para encontrar patrones en grandes cantidades de datos nutricionales.
Su algoritmo fue capaz de predecir la respuesta glucémica de diferentes personas a comidas específicas con mucha más precisión que el índice glucémico al analizar la respuesta individual a las comidas anteriores, las mediciones de la actividad física, la cantidad de fibra consumida durante las 24 horas anteriores y la presencia de 72 tipos distintos de bacterias en el intestino.
Las implicaciones para la salud humana y la medicina preventiva eran potencialmente trascendentes. Ahora había una forma poderosa de medir una gran cantidad de procesos metabólicos importantes en cada individuo y encontrar formas de modificarlos. El problema tenía solución.
“Hay 20,000 genes humanos que caracterizan quiénes somos que, por supuesto, son extremadamente importantes, pero no se pueden cambiar”, dice Eran Elinav, un gastroenterólogo israelí convertido en científico investigador y uno de los autores principales del artículo. “No puedes cambiar un gen que te predispone al cáncer. Pero el microbioma representa cien veces más genes para nuestro cuerpo humano: cerca de 3 millones de genes además de los 20,000 genes que provienen del lado humano. Y estos genes son mucho más susceptibles a la manipulación que los genes humanos. Puedes cambiarlos simplemente modificando la composición del microbioma”.
UNA CRISIS EN AUMENTO
El hallazgo tuvo grandes implicaciones para la salud pública. Muchos países se encuentran actualmente en medio de una crisis causada por el aumento de las tasas de “síndrome metabólico”, un grupo de condiciones que ocurren cuando los sistemas en los que se basa el cuerpo humano para transformar los alimentos en energía y regular la cantidad de glucosa en la sangre comienzan a descomponerse.
Los síntomas del síndrome metabólico incluyen niveles de azúcar en la sangre crónicamente altos, exceso de grasa, niveles altos de colesterol y triglicéridos y aumento de la presión arterial. Y está asociado con padecimientos como enfermedades cardiacas, derrames cerebrales, osteoporosis, ciertos tipos de cáncer y diabetes tipo 2.
Los expertos en salud pública son optimistas acerca de que la nutrición de precisión puede ayudar a controlar el problema al minimizar los picos no deseados de glucosa en sangre y otros factores asociados con la enfermedad. La glucosa proviene de los carbohidratos que consumimos, que se descomponen en el sistema digestivo y se liberan al torrente sanguíneo. Aunque es esencial para impulsar los procesos normales del cuerpo humano, demasiada glucosa en el torrente sanguíneo durante demasiado tiempo se ha relacionado con niveles poco saludables de inflamación crónica.
Cuando el sistema metabólico humano funciona correctamente, la cantidad de glucosa circulante se controla cuidadosamente mediante la liberación de una mezcla de diferentes hormonas involucradas en la digestión, el hambre y el metabolismo.
EXCESO DE GLUCOSA
El cuerpo, sin embargo, solo puede procesar cierta cantidad de glucosa a la vez. Demasiada glucosa en el torrente sanguíneo puede desencadenar una cascada bioquímica que se sostiene a sí misma y provoca un cortocircuito en el sistema. Los músculos y el hígado, que normalmente absorberían la glucosa, alcanzan su límite, lo que hace que aumente la glucosa en el torrente sanguíneo. El páncreas responde inundando el torrente sanguíneo con más insulina, la señal que le dice a las células que absorban la glucosa.
En respuesta, las células de los músculos y el hígado, que normalmente están preparadas para responder a la insulina, se vuelven menos sensibles a la señal, lo que significa que el páncreas debe producir cantidades cada vez mayores de insulina para llamar su atención.
Eventualmente, el exceso de glucosa causa inflamación crónica e interactúa con proteínas y grasas que flotan libremente para causar “glicación”, una reacción química que daña estas células, endurece las paredes de los vasos sanguíneos y provoca presión arterial alta, diabetes y accidentes cerebrovasculares.
Sin la capacidad de convertir la glucosa en la energía que necesitamos de manera eficiente, nos sentimos letárgicos y fatigados. A pesar de que nuestro torrente sanguíneo ya está inundado de combustible, tenemos hambre de más alimentos. Comemos más, nos movemos menos y la espiral descendente continúa.
Este proceso ya tuvo lugar en millones de personas. La Organización Mundial de la Salud estima que 422 millones de personas de todo el mundo son diabéticas, lo que significa que su metabolismo está profundamente desregulado y ya no puede regular adecuadamente los niveles de azúcar en la sangre. Dos de cada tres personas tienen sobrepeso, lo que los pone en riesgo de desarrollar el trastorno.
EL MICROBIOMA ESTÁ EN PAÑALES
“El control de la glucosa causa diabetes y las tasas de diabetes se han disparado en los últimos años”, dice Michael Snyder, presidente de genética y director de genómica y medicina personalizada en la Universidad de Stanford y exdirector del Centro de Genómica y Proteómica de la Universidad de Yale. “Es mucho más frecuente como endémica que el covid-19 como pandemia. De modo que controlar la glucosa es un gran problema”.
La investigación surgida desde el artículo de Weizmann sugiere que el control de la glucosa es solo una de las muchas áreas que podrían modularse con una mejor comprensión de los factores que influyen en las respuestas individuales a los diferentes alimentos. Otra investigación sugiere que el microbioma y otros factores pueden influir en nuestra capacidad para absorber nutrientes específicos, metabolizar grasas y una amplia gama de otros factores.
Durante la última década, los investigadores identificaron decenas de especies específicas de bacterias intestinales, estudiaron y caracterizaron su impacto, y publicaron los resultados en las principales revistas científicas revisadas por pares. También han demostrado que estas bacterias pueden ayudar a descomponer los alimentos en los intestinos y transformarlos en nutrientes, mensajeros químicos y otros metabolitos beneficiosos que el cuerpo por sí solo tendría muchas menos probabilidades de absorber.
MICROBIOS “MALOS”
Asimismo, han descubierto microbios “malos” que producen subproductos no deseados perjudiciales para la salud metabólica. Algunos de estos, según sugiere la investigación, pueden tener un profundo impacto en los procesos metabólicos esenciales.
Recientemente, por ejemplo, investigadores de la Universidad de Emory, en Atlanta, identificaron una sustancia química producida por bacterias intestinales “que promueve la obesidad”, llamada “delta-valerobetaína”, que parece interferir con la capacidad que tiene el hígado para oxidar ácidos grasos y quemar grasa durante los periodos de ayuno. Los investigadores encontraron que las personas obesas, con un índice de masa corporal (IMC) superior a 30, tenían niveles de delta-valerobetaína en la sangre que eran alrededor de un 40 por ciento más altos que los demás.
Quizá lo más significativo es que la investigación sugirió que un nutriente específico a menudo hallado en productos de origen animal como la carne roja, y disponible como suplemento dietético, podría ayudar a contrarrestar el efecto.
Sin embargo, los científicos apenas están empezando a descifrar el microbioma. Quedan muchos más microbios intestinales por descubrir, y el número de los que se consideran importantes ha aumentado desde los estudios originales. Los científicos también saben poco sobre cómo el sistema inmunológico de un individuo interactúa con el microbioma y los alimentos que comemos.
¿QUÉ VIENE ENTONCES?
“Eventualmente, llegaremos al punto en que ciertas recomendaciones dietéticas a nivel individual serán útiles, pero aún no hemos llegado a eso”, dice Eric Topol, director y fundador de Scripps Research Translational Institute. “Hay muchas promesas aquí. Pero es complicado y hay muchas capas de datos, y nadie ha resuelto el caso todavía. Nadie ha hecho aún la inteligencia artificial multimodal para comprender cómo interactúan todos estos datos”.
Si continúa con su progreso actual, es probable que la ciencia continúe mejorando. Cada vez hay más pruebas, por ejemplo, de que las características únicas del sistema inmunológico de cada persona, moldeadas por exposiciones pasadas a patógenos, juegan un papel en las diferencias metabólicas.
Inspirado por Snyder, consumí varios botes de helado y descubrí que comer ciertos alimentos ricos en fibra antes de atiborrarme de helado atenuaba los picos de azúcar en mi sangre. Aún así, incluso si mi metabolismo funcionara a la perfección, 1,000 calorías de helado es demasiado. Parece poco probable que alguna vez encuentre una manera de comer helado a la vez que presumo abdominales de lavadero. Pero soy optimista sobre lo que podría aprender. N
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(Publicado en cooperación con Newsweek. Published in cooperation with Newsweek).
