Future Research Directives and Challenges
Identifikace interakcí mezi SNP a stravou a SNP a živinami, které způsobují chronická onemocnění, je náročná kvůli složitosti spojené se studiem genotypů a hodnocením příjmu stravy a živin. V současné době bylo jen málo asociací mezi SNP a stravou, které byly zaznamenány v epidemiologických studiích, pokud vůbec nějaké, replikováno a mnoho z nich bylo postiženo nedostatkem vhodné statistické síly a dalšími metodologickými problémy. Nakonec, protože mnoho případů chronických onemocnění je ovlivněno různými dietami, interakce mezi výživou a genomem nebudou nalezeny, pokud dieta a genotyp nebudou kontrolovány a měněny v experimentálním designu (stejná dieta s různými genotypy a různé genotypy se stejnou dietou).
„Interakce mezi dietou a genem jsou velmi komplexní a těžko předvídatelné, což ukazuje na potřebu vysoce kontrolovaných genotypů a podmínek prostředí, které umožňují identifikovat různé regulační vzorce na základě diety a genotypu,“ říká Kaput. „Výzvy, kterým nyní čelíme, mohou nakonec vyžadovat projekt nutrigenomiky v rozsahu projektu lidského genomu, aby bylo možné identifikovat geny, které způsobují nebo podporují chronická onemocnění, a živiny, které regulují nebo ovlivňují aktivitu těchto genů.“
Protože intervenční studie na lidech jsou nákladné a obtížně proveditelné, budou epidemiologickému přístupu k nutrigenomice pravděpodobně i nadále dominovat observační studie (které zjišťují asociace, nikoli kauzální vztahy). Pro získání intervenčních a mechanistických údajů budou výrazně upřednostňovány studie na zvířatech in vivo, protože laboratorní zvířata lze selektovat na minimální genetickou variabilitu a kratší dobu života. Navíc je mnohem snazší kontrolovat a monitorovat příjem potravy u zvířat než u lidí.
Kaput poznamenává, že hodnocení příjmu potravy, i když je pro vnější svět všední, může představovat jednu z největších překážek úspěchu rozsáhlých nutrigenomických studií u lidí. „Kvantifikace příjmu potravy je náročná, protože volně žijící lidé jednoduše nepovažují každodenní život za vědecký experiment, kde se přesně zaznamenává množství a druh potravy,“ říká. Aby se předešlo problémům s měřením, jako je nesprávná klasifikace, bude v příštích letech zapotřebí spolehlivějších měřicích nástrojů pro hodnocení příjmu živin.
Propagátoři nutrigenomického výzkumu uvádějí jako hlavní prioritu veřejného zdraví prevenci a léčbu nedostatku vitaminů v celé populaci. Vzhledem k tomu, že nedostatek vitamínů je velmi rozšířený v socioekonomicky problémových populacích po celém světě a že k testování nutrigenomických vztahů jsou zapotřebí velké vzorky, Kaput a jeho kolegové prosazují mezinárodní úsilí o studium potřeb mikroživin na základě rozdílné genetické výbavy různých skupin předků.
Bruce Ames, molekulární biolog z výzkumného ústavu Children’s Hospital Oakland v Kalifornii, zdokumentoval řadu polymorfismů v genech, které ovlivňují vazbu koenzymů, z nichž některé jsou esenciálními vitaminy. „Věřím, že díky těmto typům důkazně podložených zjištění v rámci nutrigenomiky budeme mít více munice, abychom přesvědčili vládní úředníky a představitele veřejného zdravotnictví, aby se zabývali problémem nedostatku vitaminů na celém světě,“ říká Kaput. „Díky tomuto cílenějšímu přístupu je pravděpodobnější, že se k řešení tohoto problému postaví politické a ekonomické síly. . . . Ačkoli je problematika značně složitá, věřím, že nutrigenomické přístupy nabízejí nejlepší naději na pochopení molekulárních procesů, které udržují zdraví a zabraňují nemocem.“
Pro Fenecha je jedním z klíčových cílů nutrigenomiky pro společnost diagnostika a nutriční prevence poškození DNA u každého jednotlivce. Navrhl koncept kliniky genomového zdraví, nového způsobu zdravotní péče založeného na diagnostice a nutriční prevenci poškození DNA a nemocí, které z něj vyplývají. V posledních letech začala řada společností zabývajících se výživovými/metabolickými/diagnostickými testy, jako jsou Genova a MetaMetrix, prodávat testy genomického profilování, které mají pomoci při rozhodování o doplňcích stravy. Vzhledem ke stále nižším cenám za analýzu SNP u jednotlivců se zdá, že potenciál optimalizace stravy na úrovni populace na základě nutrigenomických přístupů je skutečně úžasný. Dokonce i při absenci informací o genotypu jednotlivce je praktické použít biomarkery citlivé na poškození genomu z hlediska výživy, jako je například test mikrojader, k určení, zda volba stravy a/nebo doplňků stravy způsobuje prospěch nebo poškození genomu člověka.
Říká Fenech: „V blízké budoucnosti mohou být zdravotníci místo diagnostiky a léčby nemocí způsobených poškozením genomu nebo epigenomu vyškoleni k diagnostice a nutriční prevenci nebo dokonce ke zvrácení genomového poškození a aberantní genové exprese. Nutrigenomika pomůže nastartovat vývoj nových funkčních potravin a doplňků stravy pro zdraví genomu, které bude možné kombinovat tak, aby byl celkový nutriční příjem vhodně přizpůsoben individuálnímu genotypu a stavu genomu.“
Výzkum prezentovaný na setkání v listopadu 2007 naznačuje, že inositol (člen skupiny vitaminů B, který se nachází v obilovinách, semenech, ořeších, pivovarských kvasnicích a mnoha dalších potravinách) a jeho derivát inositol hexafosfát (IP6) pomáhají chránit před genetickým poškozením způsobeným UVB a jiným zářením. V jednom experimentu lidské kožní buňky ošetřené IP6 méně často podléhaly apoptóze než buňky neošetřené, což znamená, že u nich došlo k menšímu nenapravitelnému poškození DNA. V jiném experimentu pily myši geneticky upravené pro sklon k rakovině kůže vodu obsahující 2 % IP6. Nádory vznikly u 23 % těchto myší ve srovnání s 51 % myší, které IP6 nedostávaly. Používání krému obsahujícího inositol a IP6 rovněž chránilo před vznikem nádorů u myší vystavených UVB záření. Vědci navrhují, aby lidé, kteří jsou pravidelně vystaveni ionizujícímu záření, jako jsou piloti leteckých společností, častí letci nebo lidé, kteří manipulují s radioaktivními materiály, mohli preventivně užívat IP6, aby zabránili možným dlouhodobým účinkům expozice.
Zdroj: Shamsuddin AM. Příspěvek přednesený na konferenci: American Association for Cancer Research Centennial Conference on Translational Cancer Medicine: From Technology to Treatment; Singapore; 4-8 November 2007.
Článek publikovaný v říjnovém čísle časopisu British Journal of Nutrition z roku 2007 varuje, že obohacování mouky kyselinou listovou – krok, který má zabránit defektům neurální trubice u matek, které mouku konzumují – může vést k řadě nepředvídaných zdravotních problémů. Na rozdíl od přírodních folátů obsažených v zelené listové zelenině, které se tráví ve střevech, se nyní předpokládá, že syntetické doplňky jsou metabolizovány v játrech. Autoři studie předpokládají, že se játra nasytí a nemetabolizovaná kyselina listová se dostane do krevního oběhu, kde může přispět ke vzniku leukémie, artritidy, rakoviny tlustého střeva a mimoděložního a vícečetného těhotenství. Další nedávné poznatky o možném vztahu mezi suplementací a rakovinou tlustého střeva a konečníku jsou zkoumány ve dvou komentářích v listopadovém čísle časopisu Nutrition Reviews z roku 2007. Nové údaje následují po schválení přidávání kyseliny listové do mouky britskou agenturou Food Standard Agency v květnu 2007. V současné době obohacují mouku kyselinou listovou také Spojené státy, Kanada a Chile a o zavedení této politiky se uvažuje také v Austrálii, na Novém Zélandu a v Irsku.
Zdroje: Wright AJA, et al. 2007. Folic acid metabolism in human subjects revisited: potential implications for proposed mandatory folic acid fortification in the UK (Metabolismus kyseliny listové u lidí: potenciální důsledky navrhované povinné fortifikace kyseliny listové ve Spojeném království). Br J Nutr 98(4):667-675; Kim Y-I. 2007. Folic acid fortification and supplementation-good for some but not so good for others. Nutr Rev 65:504-511; Solomons NW. 2007. Food fortification with folic acid: has the other shoe dropped? Nutr Rev 65:512-515.
Antioxidanty jsou známé svou schopností zpomalovat oxidaci, která poškozuje buňky. Lidský organismus však nemá ze všech antioxidantů stejný prospěch. Nedávno odborníci na výživu ze Zemědělské výzkumné služby amerického ministerstva zemědělství měřili antioxidační kapacitu (AOC) plazmy účastníků studie po jednom jídle z borůvek, třešní, sušených švestek, sušené švestkové šťávy, hroznového vína, kiwi nebo jahod. V časopise Journal of the American College of Nutrition z dubna 2007 uvedli, že největší zvýšení AOC v plazmě bylo zaznamenáno u borůvek, hroznového vína a kiwi. Švestky – navzdory vysokému obsahu antioxidantů – hladinu AOC v plazmě nezvýšily, pravděpodobně proto, že kyselina chlorogenová, antioxidant, na který jsou nejbohatší, není pro člověka snadno vstřebatelná.
Norští vědci v srpnovém čísle časopisu Journal of Nutrition z roku 2007 prokázali, že antokyany z borůvek a černého rybízu snižují hladinu transkripčního faktoru NF-κB v kultivovaných buňkách. NF-κB organizuje celou řadu zánětlivých reakcí. U lidí suplementace antokyany snížila expresi interleukinu-8, IFN a normálních T-buněk o 25 %, 25 % a 15 % oproti placebu. Autoři naznačují, že antokyany a/nebo jejich metabolity mohou sloužit jako redoxní pufry schopné potlačovat oxidační stres, a tím tlumit zánětlivou reakci přímým odstraňováním reaktivních forem kyslíku.
Zdroje: Prior RL, et al. 2007. Změny antioxidační kapacity plazmy po jídle jako měřítko schopnosti potraviny měnit antioxidační stav in vivo. J Am Coll Nutr 26(2):170-181; Karlsen A, et al. 2007. Antokyany inhibují aktivaci nukleárního faktoru B v monocytech a snižují plazmatické koncentrace prozánětlivých mediátorů u zdravých dospělých. J Nutr 137:1951-1954.