
El exposoma es un concepto utilizado para describir las exposiciones ambientales que un individuo encuentra a lo largo de su vida y cómo estas exposiciones impactan la biología y la salud. Abarca factores tanto externos como internos, incluidos factores químicos, físicos, biológicos y sociales que pueden influir en la salud humana. [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] En 2023, el Consorcio Exposómico de Banbury [ 4 ] estableció una definición consensuada del exposoma como: "En resumen, el exposoma se postula como una compilación integrada de todas las influencias físicas, químicas, biológicas y (psico)sociales que 'impactan la biología'. El campo de la exposómica examina, por lo tanto, los efectos integrales y acumulativos de estos factores mediante la integración de datos de metodologías interdisciplinarias y flujos de datos para impulsar el descubrimiento". [ 5 ]
El estudio del exposoma se ha convertido en una herramienta útil para comprender la interacción entre la genética y los factores ambientales en el desarrollo de enfermedades, con especial énfasis en las afecciones crónicas. [ 6 ] El concepto se ha aplicado ampliamente en campos como la epidemiología, la toxicología y la salud pública, entre otros, y ha dado lugar a avances significativos [ 7 ] en nuestra comprensión de la etiología y la prevención de enfermedades .
Al considerar el efecto acumulativo de múltiples exposiciones, proporciona un enfoque holístico para el estudio de las interacciones gen-ambiente , lo que permite una evaluación más precisa [ 8 ] del riesgo de enfermedad y la identificación de posibles estrategias de intervención. [ 9 ]
Las exposiciones ambientales pueden tener un impacto significativo en la salud de una persona. La exposición a la contaminación del aire , por ejemplo, se ha relacionado con un mayor riesgo de enfermedades respiratorias, enfermedades cardíacas e incluso muerte prematura. De manera similar, la exposición a ciertos químicos en productos de consumo se ha relacionado con un mayor riesgo de cáncer y otros problemas de salud. [ 7 ] Además de los factores externos, el exposoma interno también puede influir en los resultados de salud de una persona. Por ejemplo, la genética puede desempeñar un papel en cómo el cuerpo de una persona procesa y responde a las exposiciones ambientales, [ 9 ] mientras que el microbioma intestinal puede afectar el sistema inmunitario y la salud general de una persona. A medida que nuestra comprensión del exposoma continúa evolucionando, es probable que obtengamos nuevos conocimientos sobre la compleja interacción entre nuestro entorno y nuestra salud.
Historia
El término «exposoma» fue acuñado en 2005 por el Dr. Christopher Wild, [ 1 ] entonces director de la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC), en un artículo fundamental publicado en Cancer Epidemiology, Biomarkers & Prevention. El concepto de Wild se propuso inicialmente para complementar el genoma humano , ya que reconoció las limitaciones de la investigación genética para explicar la etiología de las enfermedades crónicas. Al sugerir un enfoque sistemático para medir las exposiciones ambientales, el exposoma pretendía llenar esta laguna de conocimiento. [ 10 ]
Se han propuesto diversas definiciones del exposoma a lo largo del tiempo, pero la mayoría enfatiza tres componentes principales: el exposoma externo, el exposoma interno y la respuesta biológica. [ 8 ] El exposoma externo incluye factores externos generales, como la contaminación del aire, la dieta y los factores socioeconómicos, así como factores externos específicos, como sustancias químicas y radiación. El exposoma interno comprende factores endógenos, como hormonas, inflamación, estrés oxidativo y microbiota intestinal. Finalmente, la respuesta biológica se refiere a las complejas interacciones entre los factores del exposoma externo e interno y su influencia en la fisiología y la salud de un individuo. [ 11 ]
Significado
El campo de la investigación del exposoma es relativamente nuevo y evoluciona rápidamente, y aún se encuentra en desarrollo y perfeccionamiento [ 12 ] por investigadores de diversas áreas, como la epidemiología, la salud ambiental y la genómica. Comprender el exposoma es importante porque puede ayudar a los investigadores a identificar los factores ambientales que contribuyen a las enfermedades y a desarrollar estrategias de prevención y tratamiento.
El concepto de exposoma presenta varios desafíos para los investigadores. Uno de los principales desafíos es la complejidad y diversidad de las exposiciones que experimentan los individuos a lo largo de su vida. [ 13 ] Hay miles de sustancias químicas en el medio ambiente, [ 14 ] y los individuos están expuestos a diferentes combinaciones de sustancias químicas dependiendo de su ubicación, ocupación y estilo de vida. [ 8 ] Además de esto, la falta de métodos estandarizados para medir las exposiciones también es un desafío. [ 15 ] Los enfoques tradicionales para medir las exposiciones ambientales se han basado en evaluaciones de exposición individuales, que a menudo son costosas y requieren mucho tiempo. [ 16 ] Para abordar este desafío, se están desarrollando nuevas tecnologías, como métodos de alto rendimiento para medir múltiples exposiciones simultáneamente y exposómica espacial . [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]
La comprensión de los exposomas tiene implicaciones significativas para la salud pública [ 20 ] y el desarrollo de estrategias más eficaces para la prevención y el tratamiento de enfermedades. [ 21 ] Por ejemplo, si una investigación muestra que la exposición a una sustancia química determinada está relacionada con un mayor riesgo de cáncer, [ 22 ] los responsables políticos pueden tomar medidas para regular o prohibir el uso de esa sustancia química. [ 23 ]
Además de informar las políticas de salud pública, el estudio del exposoma también puede ayudar a las personas a tomar decisiones más informadas sobre su propia salud. [ 7 ] Al comprender los factores ambientales que contribuyen a las enfermedades, las personas pueden tomar medidas para reducir su exposición a sustancias nocivas y mejorar su salud en general. [ 8 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 14 ]
El concepto de exposoma es muy prometedor [ 26 ] para avanzar en nuestra comprensión de la compleja interacción entre las exposiciones ambientales y la salud humana. [ 27 ] A medida que los investigadores continúan perfeccionando los métodos de evaluación de la exposición, identificando nuevos biomarcadores y desarrollando enfoques computacionales sofisticados, el marco del exposoma está a punto de revolucionar los campos de la epidemiología, la toxicología y la salud pública. [ 28 ] [ 29 ]
Iniciativas globales
Existen diversas iniciativas de investigación destinadas a comprender mejor el exposoma. En Estados Unidos, el Centro Coordinador de la Red de Exposómica de EE. UU. (NEXUS) [ 30 ] fue establecido en 2024 por los Institutos Nacionales de Salud (NIH) de EE. UU., junto con los centros de los NIH [ 31 ] para la investigación en curso sobre el exposoma humano. NEXUS es un centro coordinador y un movimiento para comprender cómo nuestros entornos, o el exposoma, influyen en la salud humana, con el objetivo de transformar todo el ámbito biomédico. [ 32 ]
El Gateway Exposome Coordinator Center (GECC) es otra iniciativa con sede en Estados Unidos destinada a promover la investigación del ciclo de vida sobre el exposoma de la enfermedad de Alzheimer y demencias relacionadas (EA/EA/DR). [ 33 ] El GECC está financiado por el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento (NIA) U24AG088894. [ 34 ]
Además, el Instituto de Investigación Exposómica del Mount Sinai organiza una serie internacional de simposios centrados en la Exposómica, el Envejecimiento y la Enfermedad de Alzheimer a lo largo del ciclo vital. [ 35 ] Estos simposios son financiados por los Institutos Nacionales sobre el Envejecimiento para promover la investigación internacional en la investigación exposómica de la enfermedad de Alzheimer y abordar el papel del medio ambiente en los procesos de envejecimiento a nivel mundial. [ 36 ]
Otras iniciativas globales incluyen el Foro Exposome Moonshot 2025, que reunió a diversos actores de la industria, la academia y el gobierno para trazar el futuro del exposoma humano. [ 37 ] Esta reunión dio lugar a la formación del Foro Global del Exposoma , una coalición emergente de organizaciones e individuos que trabajan para alcanzar los mismos objetivos: impulsar nuevas investigaciones, desarrollar capacidades y redes, y facilitar el apoyo institucional para un futuro basado en la exposómica.
También en 2025 se celebró la conferencia «Genómica y Exposómica: Avances en la Ciencia de la Interacción Gen-Ambiente», que tuvo lugar en el Museo Mendel de Brno , República Checa, y fue codirigida por NEXUS y EIRENE. [ 38 ] El objetivo de la reunión fue desarrollar un plan de acción para el avance de los estudios de interacción gen-ambiente con el fin de comprender mejor las enfermedades humanas. La reunión congregó a 35 participantes a la vanguardia de la genómica y la exposómica, así como a aquellos cuyo trabajo abarca la investigación traslacional y clínica, el análisis de grandes datos y la IA, las ciencias de la población, la toxicología y las ciencias sociales, con el fin de profundizar la colaboración con la comunidad genética y los científicos europeos para abordar la necesidad crítica de fusionar métodos, técnicas y experiencia en exposómica y genómica para sentar las bases de estudios sistemáticos de interacción gen-ambiente. [ 39 ]
Otras iniciativas incluyen la "Evaluación mejorada de la exposición y perfilado ómico para exposiciones ambientales de alta prioridad en Europa" [ 40 ] , un programa del Imperial College of Science, Technology and Medicine del Reino Unido. Una iniciativa actual es EXIMIOUS [ 41 ] , una Acción de Investigación e Innovación de 5 años financiada por el programa Horizonte 2020 de la Unión Europea, cuyo objetivo es introducir un nuevo enfoque para mapear los efectos inmunitarios inducidos por la exposición mediante la combinación de exposómica e inmunómica en un conjunto de herramientas único. Otra es el programa ECHO (Influencias Ambientales en los Resultados de Salud Infantil) de los Institutos Nacionales de la Salud [ 42 ] , que estudia el impacto de estos factores en la salud infantil. También tenemos el Proyecto Exposoma Humano [ 43 ] , un esfuerzo de colaboración entre investigadores de todo el mundo para desarrollar herramientas y técnicas para medir y analizar el exposoma.
Además, varios países europeos, como Suecia, Francia, Austria y la República Checa, han participado activamente en el establecimiento de infraestructuras de investigación específicas para la exposómica. En Suecia, el Centro Nacional de Exposómica [ 44 ] fue aprobado en noviembre de 2020 y está ubicado en la Universidad de Estocolmo. Actualmente, el centro opera en Solna, proporcionando recursos y experiencia para la investigación en exposómica. Francia también ha establecido una infraestructura de investigación específica, France Exposome [ 45 ] , una nueva infraestructura nacional de investigación centrada en la salud ambiental. Esta infraestructura se ha incluido en la hoja de ruta de 2021 para la infraestructura de investigación del Ministerio de Educación Superior e Investigación, lo que indica su importancia en el panorama de la investigación del país.
Además, la Infraestructura de Investigación para la Evaluación de la Exposición Ambiental (EIRENE) [ 46 ] es un esfuerzo colaborativo que consta de 17 Nodos Nacionales que representan a alrededor de 50 instituciones con experiencia complementaria. EIRENE tiene como objetivo llenar el vacío en el panorama infraestructural europeo y ser pionera en la primera infraestructura de la UE sobre el exposoma humano. El consorcio tiene una red geográficamente equilibrada, que cubre el norte (Finlandia, Islandia, Noruega, Suecia), el oeste (Bélgica, Francia, Alemania, Países Bajos, Reino Unido), el sur (Grecia, Italia, Eslovenia, España) y el centro y este de Europa (Austria, República Checa, Eslovaquia), así como los EE. UU. El equipo de EIRENE RI está formado por científicos que lideran la investigación del exposoma a nivel internacional.
Estas iniciativas reflejan el creciente reconocimiento de la importancia de la investigación en exposómica y el compromiso de estos países con el avance de este campo. El establecimiento de infraestructuras de investigación especializadas garantiza la disponibilidad de los recursos y la experiencia necesarios para descubrir información crucial sobre el impacto de los exposomas [ 12 ] en la salud humana.
Metodologías
El estudio del exposoma requiere un enfoque multidisciplinario que combine los avances en la evaluación de la exposición, la bioinformática y la biología de sistemas . Por ello, los investigadores han desarrollado diversas metodologías clave para medir y analizar el exposoma, desde técnicas de evaluación de la exposición y herramientas analíticas hasta enfoques computacionales.
Estos métodos están diseñados para capturar y analizar la naturaleza diversa y dinámica de las exposiciones ambientales a lo largo de la vida de una persona.
Evaluación de la exposición
La evaluación de las exposiciones ambientales es un aspecto crítico de la investigación del exposoma. Los métodos tradicionales, como los cuestionarios y el monitoreo ambiental , proporcionan información útil sobre factores externos, pero pueden no capturar adecuadamente la complejidad y la variabilidad de las exposiciones a lo largo del tiempo. [ 9 ]
En consecuencia, los investigadores han recurrido cada vez más a dispositivos de monitorización personal, como sensores portátiles, dispositivos de monitorización personal y aplicaciones para teléfonos inteligentes, que pueden recopilar datos en tiempo real sobre la exposición de un individuo a diversos factores ambientales, como la contaminación del aire, el ruido y la radiación ultravioleta. [ 24 ] [ 47 ] Los datos recopilados por estos dispositivos pueden ayudar a los investigadores a comprender cómo los comportamientos personales y los microambientes contribuyen a los perfiles generales del exposoma. [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]
Biomarcadores
Los biomarcadores (indicadores medibles de procesos o condiciones biológicas) desempeñan un papel esencial en la caracterización del exposoma interno y la respuesta biológica. Este enfoque implica la medición de sustancias químicas o sus metabolitos en muestras biológicas como sangre, orina o tejidos. [ 25 ] [ 51 ] [ 52 ] Los avances en tecnologías ómicas de alto rendimiento, como la genómica , la transcriptómica , la proteómica y la metabolómica , han revolucionado nuestra capacidad para medir miles de biomarcadores simultáneamente. Esto puede proporcionar una instantánea detallada del perfil molecular de un individuo en un momento dado, así como una visión integral de la respuesta biológica del individuo a las exposiciones ambientales. [ 16 ] Estas tecnologías producen una evaluación directa y cuantitativa de la exposición de un individuo a compuestos específicos y se han incorporado cada vez más a la investigación del exposoma y a los estudios epidemiológicos. [ 52 ]
Sistemas de Información Geográfica (SIG)
Las herramientas SIG pueden utilizarse para estimar la exposición de un individuo a factores ambientales a partir de datos espaciales, como la contaminación atmosférica o la proximidad a vertederos de residuos peligrosos . [ 53 ] La evaluación de la exposición basada en SIG se ha aplicado en numerosos estudios epidemiológicos para investigar la relación entre las exposiciones ambientales y los resultados de salud. [ 54 ] [ 55 ]
Enfoques computacionales
La enorme cantidad de datos generados por la investigación del exposoma requiere métodos computacionales avanzados para su almacenamiento, análisis e interpretación. El aprendizaje automático [ 56 ] y otras técnicas de minería de datos [ 57 ] se han consolidado como herramientas valiosas para identificar patrones y relaciones dentro de conjuntos de datos complejos del exposoma. Además, los enfoques de biología de sistemas, que integran datos de múltiples plataformas ómicas [ 58 ], pueden ayudar a dilucidar las complejas interacciones entre las exposiciones y las vías biológicas que contribuyen al desarrollo de enfermedades [ 59 ] .
Aplicaciones
Epidemiología
La investigación del exposoma ha tenido un impacto significativo en el campo de la epidemiología, proporcionando nuevas perspectivas sobre las complejas relaciones entre las exposiciones ambientales, los factores genéticos y la salud humana. [ 60 ] Al evaluar de forma integral la totalidad de las exposiciones, los epidemiólogos pueden comprender mejor la etiología de enfermedades crónicas, como el cáncer, las enfermedades cardiovasculares y los trastornos neurodegenerativos, e identificar factores de riesgo modificables que podrían ser objeto de intervención. [ 61 ]
Se han establecido proyectos de exposoma a gran escala, como el proyecto Human Early-Life Exposome (HELIX) [ 9 ] y el European Exposome Cluster, para investigar estas relaciones y generar nuevos conocimientos sobre la etiología y la prevención de enfermedades. [ 62 ]
Toxicología
El exposoma también ha influido en el campo de la toxicología, lo que ha llevado al desarrollo de nuevos métodos para evaluar los efectos acumulativos de múltiples exposiciones ambientales en la salud humana. Al integrar datos de exposición con técnicas de perfilado molecular, [ 63 ] los toxicólogos pueden comprender mejor los mecanismos mediante los cuales los químicos ambientales y otros factores contribuyen a resultados adversos para la salud. Este conocimiento puede servir de base para el desarrollo de estrategias más eficaces para la evaluación y regulación del riesgo químico. [ 13 ]
Salud pública
La investigación y la práctica en salud pública se han beneficiado enormemente de los conocimientos adquiridos a través de la investigación del exposoma. Al dilucidar las complejas interacciones entre las exposiciones ambientales y la salud humana, el marco del exposoma puede orientar el diseño de intervenciones específicas para reducir el riesgo de enfermedades y promover la equidad en salud. [ 21 ]
Además, el desarrollo de herramientas basadas en el exposoma, como el biomonitoreo y los dispositivos de monitoreo de exposición personal, puede ayudar a los profesionales de la salud pública a rastrear mejor las exposiciones de la población [ 64 ] y evaluar la efectividad de las intervenciones.
Desafíos y direcciones futuras
A pesar de los avances significativos en la investigación del exposoma, persisten varios desafíos, entre ellos el desarrollo de técnicas de evaluación de la exposición más precisas, la identificación de nuevos biomarcadores [ 65 ] y la gestión de conjuntos de datos complejos y a gran escala [ 3 ] .
Evaluación de la exposición
Uno de los principales desafíos en la investigación del exposoma es la evaluación precisa de las exposiciones a lo largo de la vida de un individuo. [ 29 ] Si bien los avances tecnológicos recientes han mejorado nuestra capacidad para medir las exposiciones ambientales en tiempo real, todavía existe la necesidad de métodos que puedan evaluar retrospectivamente las exposiciones históricas, [ 2 ] particularmente en el contexto de la investigación de enfermedades crónicas. [ 66 ]
Identificación de biomarcadores
Otro desafío radica en la identificación de biomarcadores novedosos e informativos que puedan brindar información sobre las vías biológicas subyacentes a las relaciones entre exposición y enfermedad. [ 16 ] Si bien las tecnologías ómicas han ampliado enormemente el número de biomarcadores medibles, los investigadores aún deben determinar [ 67 ] cuáles de estos marcadores son más relevantes para resultados de salud específicos y cómo pueden verse afectados por diversas exposiciones.
Gestión de datos
La investigación del exposoma genera grandes cantidades de datos complejos [ 68 ] , lo que plantea desafíos relacionados con el almacenamiento, el análisis y la interpretación de los datos. A medida que el campo continúa creciendo, el desarrollo de formatos de datos estandarizados, plataformas para compartir datos y métodos computacionales avanzados para la integración de datos será crucial [ 59 ] para maximizar el potencial de la investigación del exposoma.
Véase también
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Enlaces externos
- Biología de la exposición y el exposoma
- Exposoma y Exposómica
- El papel de la salud ambiental de precisión en la prevención de enfermedades
- Epidemiología
- Salud pública
- Ómicas
- Toxicología