Últimos avances sobre Cosmetogenómica

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(*) El presente artículo está tomado del capítulo “LOS GENES Y LA ESTETICA”, del Libro COSMIATRÍA II, en proceso de edición y de próximo lanzamiento.

Es un hecho que todas las investigaciones científicas en la cosmética hoy en día están dirigidas a perfeccionar, personalizar, mejorar la eficacia y la seguridad de los principios activos, especialmente en los dermocosméticos, y la dirección de estas innovaciones está en la regulación de la expresión (modulación, variación, acomodación, alteración o modificación) de los genes implicados en la Fontbote imagen 01estructura epitelial, en el tratamiento de la senescencia celular, en la activación de nuevos mecanismos de defensa celular contra las agresiones, tanto endógenas como exógenas, o en la necesaria reparación del ADN dañado en consecuencia, con el fin de permitir el desarrollo de alta cosmética de nueva generación.

Sabemos que en el núcleo celular de cada célula eucariota, existen los cromosomas, que están formados por unidades hereditarias llamadas genes, los que a su vez se hallan constituidos por moléculas de ADN, como escalera de caracol en espiral muy larga, constituida solamente por 5 átomos diversos – hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, carbono y fósforo – que forman seis moléculas , dos ácidos fosfóricos y D-2 desoxirribosa (manteniendo unidos los extremos de los “baranda”), junto a las cuatro bases púricas: ADENINA (A), GUANINA (G), TIMIDINA (T) y CITOSINA (C), formado los “peldaños” de la escalera, formando millones de combinaciones o “apareamientos” de las “bases”, GA, TA, CG , AT, y que encierran una suma de informaciones “escritas” en un código molecular, lo que permite las infinitas diferencias entre los individuos de la misma especie.
Recordemos además que a los cromosomas, entre otras cosas, está ligada la determinación del sexo, y que esta regulación recae en los llamados “cromosomas sexuales”, mientras que los restantes se llaman autosomas. Las células somáticas del hombre tienen 22 pares de autosomas + 2 cromosomas sexuales: 46 cromosomas en total. En la hembra existen 2 cromosomas X, y en el macho uno “X” y uno “Y”.

Entrando directamente en el tema, digamos algunas definiciones:

  • EPIGENÉTICA es el estudio de los mecanismos implicados en la regulación de la actividad de los genes, y por lo tanto, intentar entregar una forma de actuar directamente sobre su función.
  • EPiGENOMA, etimológicamente “epi” del griego “en o sobre”, y “genoma”, del término griego “gen” “o-ma”, en griego “estructura biológica o conjunto”, se define como el conjunto de mecanismos moleculares que, a modo de interruptores, afectan a la expresión (modulación o modificación) de los genes, apagándolos o encendiéndolos, sin que esto dependa o altere la secuencia y transmisión genética.

Tras finalizar el Proyecto de Genoma Humano en 2001, los científicos, sorprendentemente, se dieron cuenta de que hay (fuera de la clásica transmisión de los caracteres epigenéticos) otro mecanismo de regulación encargado de controlar la expresión de nuestros genes, y que por lo tanto afecta a las bases moleculares del funcionamiento celular, al desarrollo, al envejecimiento, y puede contribuir al desarrollo de muchas enfermedades, fabuloso descubrimiento.

Hasta el momento, han sido descritos cuatro mecanismos generales que contribuyen a la regulación de la expresión génica:
1- La metilación del ADN (uno de los mejor estudiados), y que consiste en la introducción de un grupo metilo (CH3) en la base citadina (C) del ADN, y con ello evita que la maquinaria transcripcional pueda acceder al gen para transmitir o transcribir los caracteres genéticos al ARN mensajero, que posteriormente dará lugar a una proteína determinada, uniendo los aminoácidos correspondientes en el citoplasma.
2- Modificaciones químicas de las histonas (familia de proteínas que contribuyen directamente en la compactación del ADN, formando los nucleosomas), las variantes y modificaciones de las histonas, llamadas “Código de las Histonas”, como metilación, acetilación, fosforilación, etc., capaces de controlar el empaquetamiento de la cromatina (el material granular, que se presenta en forma de delgados filamentos, como ovillo de lana o grumos), dentro del núcleo, y dando lugar a la compactación definitiva del ADN, en forma de bastones: los cromosomas, en unidades estructurales de nucleosomas, y cuyo nombre proviene del griego “Chrema-color”, debido a que tiñe fuertemente con los colorantes que se emplean en las técnicas microscópicas).
Pero no sólo queda ahí la regulación epigenética que puedan ejercer las histonas, ya que dicho “Código de las Histonas”, pueden codificar regiones completas de un cromosoma; con ello, la maquinaria biológica y molecular detectaría regiones cromosómicas marcadas por un “código de barras”, y establecer si debe transcribir ese gen o no.
3- Otro componentes de la regulación epigenética, son los llamados microARNs, pequeñas moléculas de ácidos nucleicos de no más de 19-23 nucleótidos, y los IncARNs, de hasta 200 nucleótidos, no codificantes (que no pueden transmitir ni trascribir el código genético).
4- El último mecanismo que se ha descrito como modulador epigenético, es la organización espacial de la cromatina dentro del núcleo celular; actualmente se ha descubierto que los cromosomas ocupan dominios concretos en el interior del núcleo, llamados “territorios cromosómicos”, y que esta ubicación específica de los cromosomas determina que un gen sea expresado o silenciado, por lo que se deduce que esta arquitectura nuclear va cambiando como consecuencia del envejecimiento celular, por lo que es esencia mantener su estructura espacial mantenido y controlada en el tiempo.

Vislumbrando la importancia de la EPIGENÉTICA, podremos dar respuesta a cómo el ambiente puede condicionar y modificar los mecanismos celulares y genéticos. De este modo, los hábitos de nuestra vida cotidiana (alimentación, estrés, ejercicio, medicación, enfermedades, etc.) así como las agresiones ambientales (polución, smog, exposición solar, radiación, etc.) afectan nuestro EPIGENOMA, memorizando una expresión o legado, que podría eventualmente ser transmitido a generaciones futuras.

Internet 02Fraga y Esteller, en estudios muy interesantes en gemelos monozigóticos, observaron que éstos son epigenéticamente similares cuando nacen, pero su epigenoma va cambiando con las agresiones endógenas (entre ellas, el envejecimiento) y exógenas, fenómeno conocido como “desviación epigenética”, lo que no produce cambios en la transmisión de los genes, pero sí cambios a veces importantes en el epigenoma.

Conociendo estas investigaciones, llegamos a los efectos que ello produce sobre la piel, que, conocemos, forma la primera barrera protectora del organismo frente a las agresiones exteriores, en resumen, respuestas fisiológicas a ciertos estímulos ambientales, como la temperatura, la radiación UVA/UVB (quizá la principal causa del envejecimiento y carcinogénesis de la piel), que pueden alterar el epigenoma sobre marcadores de distinta naturaleza, como hemos visto, de miARNs y IncARNs no codificantes, metilación del ADN y compactación de la cromatina, los ROS (especies reactivas de radicales libres de oxígeno, materia particulada PM 2,5, aerosoles suspendidos en el aire atmosféricos, incluso xenobióticos, virus, y otros microorganismos, genes supresores tumorales, genes inflamatorios, pigmentación, etc., pueden contribuir al desarrollo de fenotipos normales y anormales, pudiendo ser mediados por mecanismos epigenéticos, siendo capaces de inducir cambios en la acetilación y metilación de las histonas, así como cambiar los patrones de expresión de ciertos miARNs.

Otra consecuencia de estas alteraciones epigenéticas está representada por la disminución de las glándulas sebáceas, dando lugar a sequedad, una mayor atrofia epidérmica debida a una disminución de la regulación celular de los queratinocitos (turn-over celular) que induce a un menor número de estratos celulares indispensables para la regeneración epidérmica, atonía dérmica (pérdida de elasticidad y firmeza como consecuencia de la disminución de las fibras dérmicas, como el colágeno y elastina, o de moléculas estructurarles como el ácido Hialurónico (AH). Esos cambios epigenéticos son responsables también de enfermedades de la piel, como la dermatitis atópica producida por la alteración del sistema inmune, y así podríamos seguir, concluyendo la tremenda importancia de la EPIGENÉTICA.

Y llegamos a la nueva disciplina, consecuencia de todo lo anteriormente conversado, la COSMETOGENÓMICA: LOS COSMÉTICOS también tocan la piel externamente Representan una “agresión”, por lo que también ahora sabemos que inducen cambios o expresiones en nuestro genoma, por lo tanto su definición será la aplicación de la ingeniería genética y de los conocimientos de nuestro genoma, al desarrollo e investigación de cosméticos y sus activos y, al mismo tiempo, la interpretación de los efectos cosméticos que producen ciertos activos, especialmente dermocosméticos o cosmecéuticos, en funcionamiento o modificación de nuestros genes, para contrarrestar y amoldarse o modificarse a esta nueva situación, con la aparición de un elemento extraño o externo a la piel (los cosméticos).

¿Qué importancia tiene este tema?

La investigación de la Epigenética ha concluido que los cosméticos influyen en la expresión o modificación del genoma, el conocimiento cada vez mayor de los comportamientos génicos, y de las respuestas concretas de cada variante genética ante estímulos que tocan la piel. Esto nos permitirá llevar la genética al campo de la COSMÉTICA PERSONALIZADA (una aspiración tanto de científicos como consumidores), ya que analizando la variación de los genes de cada persona al “intervenir” su piel, se podrá desarrollar y formular activos cosméticos que, por sus características, se adapten mejor a las necesidades de la piel en la cual actúan, además de mejorar la efectividad, biodisponibilidad y especificidad del cosmético -por ejemplo, de resistir en mejores condiciones el estrés oxidativo y por consiguiente aumentar la defensa del organismo, combatir mejor y tolerar las agresiones ambientales, la irritación por distintas causas, la involución precoz o prematura-.

En definitiva, los GENES y la COSMÉTICA, y el concepto de la COSMETOGENÓMICA correspondiente, consisten en llevar la ciencia e ingeniería genética a niveles cada vez más intensos, desarrollados y certeros. LLevar a los activos, cosméticos y tratamientos, a niveles cada vez más “personalizados e individualizados”, lo que desde luego constituye el sueño que el “claim” de los consumidores exigen, y el objetivo que de todos los investigadores, químicos y formuladores, soñamos.

Fontbote ManuelAutor: Drqf. Manuel Fontboté

Consultor en Ciencias Cosméticas – Chile

Contacto: mafontbote@hotmail.com

                                                                                     

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Comentarios

  1. Juan Carlos Tejeda  marzo 24, 2016

    Como médico, considero a esta temática como de gran utilidad, debido a que complementa notablemente nuestro trabajo, ayudándonos a obtener una conformidad total del paciente. Es muy bueno y completo el artículo, felicitaciones

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  2. Lucrecia González  marzo 24, 2016

    Un artículo de lo más interesante, es increíble ver hasta dónde estamos llegando con esta temática. El alcance es muy amplio, y la aplicación práctica que esto tiene en el consultorio, también.

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  3. Cristina Vega  marzo 24, 2016

    Excelente artículo Dr. Manuel Fontboté. Como siempre, manteniendo a todos informados con lo último en tecnología cosmética.

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  4. Johana Ceballos  marzo 18, 2016

    He leído detenidamente el artículo y me parece excelente. Necesitamos de investigadores con esta calidad, para el crecimiento de las ciencias cosmética, estética y afines.

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