Contáctanos Prueba nuestra plataforma

GUÍA DEL EXPOSOMA

Definición del exposoma

Introducción

El exposoma se refiere al conjunto completo de exposiciones ambientales y respuestas biológicas asociadas que determinan la salud a lo largo de la vida humana. Introducido por primera vez en 2005, el concepto se desarrolló para complementar el genoma en la comprensión de las complejas causas de las enfermedades crónicas¹. A diferencia del genoma, que es relativamente fijo, el exposoma es dinámico y está determinado por una amplia gama de factores externos e internos, entre los que se incluyen los contaminantes, la dieta, el estrés, el comportamiento y los procesos endógenos, como la inflamación y el metabolismo. Al capturar todo este espectro de exposiciones y respuestas, el exposoma proporciona una potente lente a través de la cual estudiar la etiología de las enfermedades, las disparidades en materia de salud y el impacto del medio ambiente en la biología humana.2,3.

1.2 Componentes del Exposoma

El exposoma suele clasificarse en 3 dominios interconectados: interno, externo específico y externo general (Figura 1.1)4,5. Cada dominio representa una capa diferente de exposición ambiental que, en conjunto, puede influir en los resultados de salud a largo plazo. Cada dominio representa una capa diferente de exposición ambiental que, en conjunto, puede influir en los resultados de salud a largo plazo.

1.2.1 Exposoma interno

El exposoma interno incluye las respuestas biológicas endógenas del organismo a las exposiciones ambientales. Abarca procesos como el metabolismo, la respuesta inmunitaria, la actividad hormonal, el estrés oxidativo, las interacciones de la microbiota intestinal y las modificaciones epigenéticas. Estos factores internos no solo reflejan la respuesta del organismo a los factores de estrés externos, sino que también ayudan a mediar las vías biológicas que relacionan la exposición conel riesgo de enfermedad6,7.

    • Metabolismo y subproductos metabólicos: Los procesos metabólicos del organismo producen moléculas reactivas como las especies reactivas del oxígeno y otros metabolitos tóxicos que pueden dañar el ADN, las proteínas y los lípidos. Cuando el metabolismo está desregulado, como en la obesidad o la diabetes, estos subproductos se acumulan y contribuyen al estrés oxidativo y a la inflamación crónica. Con el tiempo, estos procesos pueden conducir al desarrollo de enfermedades cardiometabólicas, neurodegeneración y cáncer3.
    • Microbiota intestinal: El microbioma intestinal desempeña un papel clave en la salud al descomponer los compuestos dietéticos y ambientales en moléculas bioactivas, incluidos los ácidos grasos de cadena corta y los ácidos biliares secundarios. Estos metabolitos influyen en el metabolismo del huésped, la función inmunitaria y la señalización cerebral. Las alteraciones de este ecosistema microbiano, conocidas como disbiosis, están asociadas a enfermedades como la enfermedad inflamatoria intestinal, el síndrome metabólico y los trastornos del neurodesarrollo8.
    • Respuestas hormonales e inmunitarias: Los niveles hormonales (por ejemplo, cortisol, estrógenos, insulina) y las señales inmunitarias (por ejemplo, citocinas, prostaglandinas) varían en respuesta a factores como el estrés, las infecciones, la edad y la dieta. Estos sistemas regulan el equilibrio fisiológico, la inflamación y la reparación tisular. La alteración crónica de la señalización hormonal o inmunitaria, ya sea debido a un estrés prolongado, una dieta inadecuada o exposiciones ambientales, puede aumentar la susceptibilidad a una amplia gama de afecciones, como enfermedades autoinmunes, trastornos cardiovasculares y disfunción metabólica8,9.
    • Modificaciones epigenéticas: Las exposiciones ambientales como la dieta, el estrés, las infecciones y los contaminantes químicos pueden provocar cambios en la regulación de los genes a través de mecanismos como la metilación del ADN, la modificación de las histonas y la expresión de microARN. Estos cambios epigenéticos no alteran la secuencia de ADN subyacente, pero pueden influir en la forma en que se expresan los genes, potencialmente a lo largo de la vida e incluso de generaciones. Estas modificaciones se han relacionado con diversas enfermedades, como el cáncer, los trastornos metabólicos y las afecciones del neurodesarrollo2,8.

1.2.2 Exposoma externo específico

Al considerar el exposoma, hay que recordar que el exposoma externo específico se refiere a exposiciones a nivel individual procedentes del medio ambiente que a menudo son modificables a través del estilo de vida o la política.

 

    • Contaminantes químicos: Esta categoría incluye contaminantes atmosféricos (p. ej., PM2,5, ozono), sustancias químicas industriales (p. ej., benceno, dioxinas), compuestos sintéticos como las sustancias perfluoroalquiladas y polifluoroalquiladas (PFAS) e ingredientes de productos de consumo (p. ej., ftalatos, bisfenol A). Muchas de estas sustancias actúan como alteradores endocrinos, carcinógenos o neurotóxicos5,9.
    • Exposición profesional: Los trabajadores de muchas industrias se encuentran con sustancias peligrosas como amianto, sílice, disolventes y metales pesados. La exposición a largo plazo está asociada a enfermedades como el mesotelioma, la enfermedad pulmonar obstructiva crónica y los cánceres profesionales10.
    • Agentes infecciosos: Patógenos como virus, bacterias y parásitos pueden influir en el riesgo de enfermedad directamente y modulando las respuestas inmunitarias e inflamatorias11.
    • Factores relacionados con el estilo de vida: Comportamientos como el tabaquismo, el consumo de alcohol, la dieta y la actividad física contribuyen decisivamente al riesgo de enfermedad y pueden exacerbar los efectos de otros factores de estrés ambiental3.

1.2.3 Exposición externa general

El exposoma externo general abarca amplias condiciones sociales, económicas y medioambientales que determinan las exposiciones tanto individuales como de la población. Estos factores pueden influir aún más en la vulnerabilidad a exposiciones específicas y desempeñar un papel importante en las disparidades sanitarias.

 

    • El estatus socioeconómico influye en la naturaleza y el alcance de las exposiciones a través de sus efectos sobre los entornos residenciales, el acceso a la asistencia sanitaria, los alimentos nutritivos, el agua potable, la estabilidad de la vivienda y la proximidad a los peligros medioambientales. Las poblaciones con un estatus socioeconómico más bajo están desproporcionadamente expuestas a riesgos medioambientales, como la contaminación atmosférica y acústica, y experimentan niveles más altos de estrés psicosocial crónico. Estas exposiciones acumuladas contribuyen a acentuar las disparidades sanitarias a lo largo de la vida12.
    • El "entorno construido", término que incluye viviendas, lugares de trabajo, escuelas y sistemas de transporte, desempeña un papel fundamental en la exposición a agentes físicos, químicos y microbianos. Factores como la ventilación, los materiales de construcción, la calidad del aire interior y los microbiomas de superficie pueden influir en los riesgos para la salud a largo plazo, especialmente para las personas que pasan la mayor parte del tiempo en interiores13.
    • El cambio climático y los factores geográficos influyen significativamente en el exposoma al alterar los tipos, la frecuencia y la gravedad de las exposiciones ambientales, como el calor extremo, la contaminación atmosférica y las enfermedades transmitidas por vectores. Las diferencias y los cambios en las condiciones climáticas pueden dar lugar a riesgos de exposición desiguales entre poblaciones y contribuir a resultados sanitarios dispares14.
    • El estrés psicosocial crónico, que incluye factores como la inestabilidad social, la discriminación y las experiencias infantiles adversas, puede alterar los sistemas fisiológicos básicos, incluidas las vías de respuesta al estrés, inmunitarias y neuroendocrinas. Estas alteraciones se han relacionado con una amplia gama de resultados adversos para la salud, especialmente cuando el estrés se mantiene o se experimenta durante periodos sensibles del desarrollo15.

Figura 1.1: El exposoma (interno, externo específico y externo general) es una recopilación de todas las influencias físicas, químicas, biológicas y sociales que afectan a la biología.

La metabolómica como herramienta en la investigación de los exposomas

La metabolómica se ha convertido en una herramienta fundamental en la investigación de los exposomas debido a su capacidad para proporcionar una instantánea de alta resolución de pequeñas moléculas exógenas y endógenas en el organismo. La metabolómica puede detectar firmas de exposiciones ambientales, ingesta dietética, metabolismo microbiano y respuestas fisiológicas mediante el análisis de biofluidos como la sangre o la orina. Esto la hace especialmente adecuada para caracterizar el exposoma interno e identificar biomarcadores tempranos de enfermedad. Además, los enfoques metabolómicos no dirigidos permiten descubrir asociaciones exposición-enfermedad no reconocidas previamente. Trabajos recientes han demostrado la utilidad de plataformas a gran escala capaces de cuantificar más de 1.000 sustancias químicas, lo que amplía el alcance de los perfiles del exposoma16. Además, las metodologías metabolómicas en evolución, como las basadas en la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS), proporcionan las herramientas necesarias para conectar las firmas de exposición con los resultados biológicos en los estudios de salud ambiental17. La figura 1.2 muestra la cobertura de las plataformas Metabolon para el estudio del exposoma.

Figura 1.2: Los servicios deMetabolonincluyen el Global Discovery Panel y el Panel de Iones Metálicos, que cubren exhaustivamente los exposomas específicos externos e internos:

1.4 Resumen

El exposoma ofrece un marco exhaustivo y dinámico para comprender cómo los factores ambientales contribuyen a la salud y la enfermedad a lo largo de la vida. El exposoma permite a los investigadores cartografiar la compleja red de interacciones entre el medio ambiente y la biología clasificando las exposiciones en dominios internos, externos específicos y externos generales. A medida que mejoran las herramientas para medir e integrar estas exposiciones, el exposoma promete descubrir nuevas vías de enfermedad e informar sobre estrategias de salud pública de precisión. No obstante, la investigación del exposoma sigue siendo intrínsecamente compleja, ya que es difícil captar toda la gama de exposiciones a lo largo de la vida y las respuestas individuales. En los próximos capítulos de esta guía, exploraremos algunas de estas complejidades, examinaremos los desafíos asociados con la investigación del exposoma, las formas en que la metabolómica y Metabolon pueden abordar estos desafíos, y luego exploraremos ejemplos del mundo real que muestran cómo la investigación del exposoma ha ayudado a dar forma a la política de salud pública y avanzar en las iniciativas de medicina de precisión.

Leer el capítulo 2
K
L
Referencias

1. Wild, C. P. Complementing the genome with an "exposome": El reto pendiente de la medición de la exposición ambiental en epidemiología molecular. Cancer Epidemiol. Biomarkers Prev. 14*(8, 1847-1850 (2005).
2. Miller, G. W. & Jones, D. P. The nature of nurture: Refining the definition of the exposome. Toxicol. Sci. 137*(1, 1-2 (2014).
3. Rappaport, S. M. & Smith, M. T. Environment and Disease Risks. Science 330, 460-461 (2010).
4. Wild, C. P. The exposome: from concept to utility. Int. J. Epidemiol. 41, 24-32 (2012).
5. DeBord, D. G. et al. Use of the "Exposome" in the Practice of Epidemiology: A Primer on -Omic Technologies. Am. J. Epidemiol. 184, 302-314 (2016).
6. Dennis, K. K., Marder, E. & Balshaw, D. M. Biomonitoring in the era of the exposome. Environ. Health Perspect. 125*(4, 502-510 (2017).
7. Walker, D. I., Valvi, D. & Rothman, N. The metabolome: Una medida clave para la investigación del exposoma en epidemiología. Curr. Epidemiol. Rep. 3, 93-103 (2016).
8. Niedzwiecki, M. M., Walker, D. I. & Vermeulen, R. The exposome: De las moléculas a las poblaciones. Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 59, 107-127 (2019).
9. Vrijheid, M. The exposome: Un nuevo paradigma para estudiar el impacto del medio ambiente en la salud. *Thorax 69*(9, 876-878 (2014).
10. Peters, S., Undem, K. & Solovieva, S. Narrative review of occupational exposures and noncommunicable diseases. Ann. Expo. de Trabajo. Health 68, 562-580 (2024).
11. Adams, K., Weber, K. S. & Johnson, S. M. Exposome and immunity training: How pathogen exposure order influences innate immune cell lineage commitment and function. Int. J. Mol. Sci. 21*(22, 8462 (2020).
12. Deguen, S., Amuzu, M., Simoncic, V. & Kihal-Talantikite, W. Exposome and social vulnerability: An overview of the literature review. Int. J. Environ. Res. Public. Health 19, 3534 (2022).
13. Dai, D., Prussin, A. J. & Marr, L. C. Factors shaping the human exposome in the built environment: Opportunities for engineering control. Environ. Sci. Technol. 51*(14, 7759-7774 (2017).
14. Abdelzaher, H. M., Tawfik, S. M. & Nour, A. A. Cambio climático, salud humana y el exposoma: Utilizando tecnologías OMIC para navegar en una era de incertidumbre. Front. Public Health 10*. PMID, 36211706 (2022).
15. Minnis, H., Harmelen, A. L. & Gajwani, R. El bioexposoma: Intracellular processes, stress physiology and the environment. Nat. Ment. Health 2*(2, 132-140 (2024).
16. González-Domínguez, R., Sayago, A. & Fernández-Recamales, Á. Caracterización del exposoma humano mediante una plataforma de metabolómica multianalítica integral y cuantitativa a gran escala. Anal. Chem. 92*(5, 3764-3773 (2020).
17. Stanciu, A. R., Gillespie, C. & Britz-McKibbin, P. Environmental exposures and health risks: A metabolomics perspective on exposomics research. Annu. Rev. Anal. Chem. 18, 47-71 (2025).

Capítulos de la Guía

1: Definición del exposoma
2: Por qué son necesarios los estudios sobre el exposoma
3: Retos asociados
4: Descubrir el exposoma con Metabolon
5: Identificación de metabolitos de alta fiabilidad
6: La metabolómica impulsa la investigación del exposoma

Descargar en PDF
logotipo de great place to work

Descargar la Guía en PDF

Explore la complejidad y los retos asociados al estudio del exposoma descargando nuestra completa Guía del Exposoma, que proporciona un examen exhaustivo del estado de la investigación del exposoma y de cómo la metabolómica puede ayudar a generar conocimientos significativos en este campo.

Descargar

EMPEZAR

Hable con un experto

Solicite un presupuesto, obtenga información detallada sobre los tipos de muestras o descubra cómo la metabolómica puede acelerar su investigación. Aquí encontrará nuestros datos de contacto .

Encuéntranos en:

Hable con un experto en metabolómica

✕

Referencias

1. Zgoda-Pols, J.R., et al., El análisis metabolómico revela un aumento del sulfato de 3-indoxilo en plasma y cerebro durante la lesión renal aguda inducida químicamente en ratones: estudio de los agonistas de los receptores de ácido nicotínico. Toxicol Appl Pharmacol, 2011. 255(1): p. 48-56.

2. Bryant, J. A. y otros, «El impacto de un tratamiento oral a base de microbioma purificado en el microbioma gastrointestinal». *Nat Med*, 2026, 32(1): pp. 186-196

3. McGovern, B. H. y otros, «SER-109, un fármaco experimental basado en el microbioma para reducir la recurrencia tras la infección por Clostridioides difficile: conclusiones extraídas de un ensayo de fase II». Clin Infect Dis, 2021, 72(12): pp. 2132-2140.

4. Feuerstadt, P., et al., «SER-109, una terapia oral basada en el microbioma para la infección recurrente por Clostridioides difficile». N Engl J Med, 2022. 386(3): págs. 220-229.

5. Hu, Z., et al., «La metabolómica dirigida revela nuevos biomarcadores diagnósticos para el cáncer colorrectal». Mol Oncol, 2025. 19(6): p. 1737-1750.

6. Butler, F. M. y otros, «Los patrones alimentarios vegetarianos y los metabolitos relacionados con la dieta se asocian con la función renal en la cohorte del Estudio Adventista de la Salud 2». J Ren Nutr, 2025.

7. Stanford, J., et al., «Perfil metabolómico y puntuación de la calidad de la dieta en un ensayo cruzado aleatorizado sobre patrones alimentarios saludables y habituales». Mol Nutr Food Res, 2025. 69(23): p. e70271.

8. O’Connor, L.E., et al., Perfil metabolómico de un patrón alimentario ultraprocesado en un ensayo alimentario cruzado, aleatorizado y controlado realizado en el domicilio. J Nutr, 2023. 153(8): p. 2181-2192.

9. Fritsch, D. A. y otros, «La función del microbioma sustenta la eficacia de una intervención dietética con suplementos de fibra en perros con diarrea crónica del intestino grueso». BMC Vet Res, 2022. 18(1): p. 245.

10. Leal, L. N. y otros, «El aporte de nutrientes antes del destete mejora la productividad durante la lactancia y reduce el riesgo de sacrificio en vacas Holstein». J Dairy Sci, 2025. 108(6): págs. 5875-5888.

11. Ahsin, M., et al., «La salud del suelo y los pastos es la base de la mayor densidad nutricional de la carne de vacuno, según un análisis metabolómico no dirigido realizado en sistemas de engorde con pastoreo del sur de EE. UU.». NPJ Sci Food, 2025. 9(1): p. 151.

12. Yin, W., et al., Perfil lipídico plasmático en diferentes especies para la identificación de modelos animales óptimos de la dislipidemia humana. J Lipid Res, 2012. 53(1): p. 51-65.

13. Porter, F. D. et al., «Los productos de la oxidación del colesterol son biomarcadores sanguíneos sensibles y específicos para la enfermedad de Niemann-Pick tipo C1». Sci Transl Med, 2010, 2(56): p. 56ra81.

14. Needham, B. D. y otros, «Perfiles de metabolitos plasmáticos y fecales en el trastorno del espectro autista». Biol Psychiatry, 2021, 89(5): págs. 451-462

15. Li, C. y otros, «El estradiol y mTORC2 cooperan para potenciar la biosíntesis de prostaglandinas y la tumorigénesis en células LAM con deficiencia de TSC2». J Exp Med, 2014. 211(1): págs. 15-28.

16. Green, P. G. y otros, «Flexibilidad metabólica y remodelación inversa del corazón humano con insuficiencia». Eur Heart J, 2025. 46(25): pp. 2422-2433.

17. Maekawa, H., et al., La inhibición de SGLT2 protege la función renal mediante la represión epigenética, dependiente de SAM, de los genes inflamatorios en condiciones de estrés metabólico. J Clin Invest, 2025. 135(19).

18. Wu, D., et al., Los cribados integrados revelan que la disminución de los nucleótidos de guanina, que resulta irreversible al actuar sobre la IMPDH2, inhibe el cáncer de páncreas y potencia la inhibición de KRAS. Gut, 2026.

19. Schwerdtfeger, L. A. y otros, La microbiota intestinal y los metabolitos están relacionados con la progresión de la enfermedad en la esclerosis múltiple. Cell Reports Medicine, 2025. 6(4): p. 102055.

20. Wu, H., et al., Dinámica del microbioma y el metaboloma asociada al deterioro del control de la glucosa y a las respuestas a los cambios en el estilo de vida. Nat Med, 2025. 31(7): p. 2222-2231.

21. Jacobs, J.P., et al., «La terapia cognitivo-conductual para el síndrome del intestino irritable induce alteraciones bidireccionales en el eje cerebro-intestino-microbioma asociadas a la mejora de los síntomas gastrointestinales». Microbiome, 2021. 9(1): p. 236.

22. Pietzner, M., et al., «Metabolitos plasmáticos para perfilar las vías en la multimorbilidad de las enfermedades no transmisibles». Nat Med, 2021. 27(3): p. 471-479.

23. Faquih, T.O., et al., «Predicción metabolómica robusta de la edad basada en una amplia selección de metabolitos». J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2025, 80(3).

24. Scherer, N., et al., La combinación de la metabolómica y la secuenciación del exoma revela efectos graduales de variantes heterocigotas raras y perjudiciales sobre la función génica y los rasgos humanos. Nat Genet, 2025. 57(1): p. 193-205.

25. Holmes, Z.C., et al., «El análisis metabolómico no dirigido de la leche materna de madres sanas revela los factores que determinan la variabilidad de los metabolitos». Sci Rep, 2024. 14(1): p. 20827.

26. Titz, B., et al., «Implicaciones de los factores de confusión oculares en los análisis proteómicos y metabolómicos del humor acuoso en las enfermedades de la retina». Transl Vis Sci Technol, 2024. 13(6): p. 17.

27. Bloom, S. M. y otros, «La dependencia de la cisteína de Lactobacillus iners es una posible diana terapéutica para la modulación de la microbiota vaginal». Nat Microbiol, 2022, 7(3): pp. 434-450.

28. Leimer, E. M. y otros, «Perfil lipídico del líquido sinovial humano tras una fractura intraarticular de tobillo». J Orthop Res, 2017, 35(3): págs. 657-666.