Tulevaisuuden tutkimuslinjaukset ja haasteet
Kroonisia sairauksia aiheuttavien SNP:n ja ruokavalion sekä SNP:n ja ravintoaineiden välisten vuorovaikutussuhteiden tunnistaminen on haastavaa, koska genotyyppien tutkiminen sekä ruokavalion ja ravintoaineiden saannin arviointi on monimutkaista. Tällä hetkellä epidemiologisissa tutkimuksissa raportoituja SNP:n ja ruokavalion välisiä yhteyksiä on toistettu vain harvoin tai ei lainkaan, ja monia niistä on vaivannut asianmukaisen tilastollisen tehon puute ja muut metodologiset ongelmat. Viime kädessä, koska moniin kroonisiin sairauksiin vaikuttavat erilaiset ruokavaliot, ravinnon ja genomin välisiä vuorovaikutuksia ei löydy, ellei ruokavaliota ja genotyyppiä kontrolloida ja muuteta koeasetelmassa (sama ruokavalio eri genotyypeillä ja eri genotyypit samalla ruokavaliolla).
”Ruokavalion ja geenin väliset vuorovaikutussuhteet ovat erittäin monimutkaisia ja vaikeasti ennustettavia, mikä osoittaa, että tarvitaan hyvin kontrolloituja genotyyppejä ja ympäristöolosuhteita, jotka mahdollistavat erilaisten säätelymallien havaitsemisen ruokavaliota ja genotyyppiä käytettäessä”, Kaput sanoo. ”Nyt kohtaamamme haasteet saattavat viime kädessä vaatia ihmisen genomiprojektin mittakaavan nutrigenomiikan hanketta, jotta voidaan tunnistaa geenit, jotka aiheuttavat tai edistävät kroonisia sairauksia, ja ravintoaineet, jotka säätelevät näiden geenien toimintaa tai vaikuttavat siihen.”
Koska interventiotutkimukset ihmisillä ovat kalliita ja vaikeita toteuttaa, havainnointitutkimukset (joissa havaitaan assosiaatioita, mutta ei kausaalisuhteita) todennäköisesti hallitsevat jatkossakin epidemiologista lähestymistapaa nutrigenomiikkaan. Interventiotutkimuksia ja mekanistisia tietoja varten suositaan voimakkaasti in vivo -eläintutkimuksia, koska koe-eläimet voidaan valita siten, että geneettinen vaihtelu on mahdollisimman vähäistä ja niiden elinaika on lyhyempi. Lisäksi eläinten ravinnonsaantia on paljon helpompi valvoa ja seurata kuin ihmisten ravinnonsaantia.
Kaput huomauttaa, että ravinnonsaannin arviointi, vaikkakin ulkopuolisen silmin arkipäiväistä, saattaa olla yksi suurimmista esteistä laajamittaisten ihmisten nutrigenomitutkimusten onnistumiselle. ”Ruoan saannin kvantifiointi on haastavaa, koska vapaasti elävät ihmiset eivät yksinkertaisesti pidä jokapäiväistä elämää tieteellisenä kokeena, jossa ruoan määrä ja tyyppi kirjataan tarkasti”, hän sanoo. Mittausongelmien, kuten virheellisen luokittelun, välttämiseksi tarvitaan tulevina vuosina luotettavampia mittausvälineitä ravintoaineiden saannin arvioimiseksi.
Nutrigenomitutkimuksen kannattajat ovat maininneet vitamiinipuutosten ennaltaehkäisyn ja hoidon koko väestössä tärkeimmäksi kansanterveydelliseksi tavoitteeksi. Koska vitamiinipuutokset ovat hyvin yleisiä sosioekonomisesti heikossa asemassa olevissa väestöryhmissä eri puolilla maailmaa ja koska nutrigenomisten suhteiden testaamiseen tarvitaan suuria otoskokoja, Kaput ja hänen kollegansa ajavat kansainvälisiä ponnisteluja, joiden tarkoituksena on tutkia mikroravintoaineiden tarpeita, jotka perustuvat erilaisiin geneettisiin koostumuksiin eri esi-isäryhmissä.
Bruce Ames, Kaliforniassa sijaitsevan Children’s Hospital Oakland Research Instituten molekyylibiologi, on dokumentoinut useita polymorfismeja geeneissä, jotka vaikuttavat koentsyymien, joista osa on välttämättömiä vitamiineja, sitoutumiseen. ”Kun meillä on tällaisia näyttöön perustuvia löydöksiä nutrigenomiikan puitteissa, uskon, että meillä on enemmän ammuksia vakuuttaa hallitukset ja kansanterveysviranomaiset siitä, että vitamiinien puuteongelmaan on puututtava kaikkialla maailmassa”, Kaput sanoo. ”Tämän kohdennetumman lähestymistavan ansiosta on todennäköisempää, että poliittiset ja taloudelliset voimat toimivat ongelman ratkaisemiseksi”. . . . Vaikka monimutkaisuus on huomattavaa, uskon, että nutrigenomiikan lähestymistavat tarjoavat parhaan toivon niiden molekulaaristen prosessien ymmärtämiseen, jotka ylläpitävät terveyttä ja ehkäisevät sairauksia.”
Fenechin mielestä yksi nutrigenomiikan tärkeimmistä tavoitteista yhteiskunnan kannalta on DNA-vaurioiden diagnosoiminen ja ravitsemuksellinen ehkäiseminen yksilökohtaisesti. Hän on kehittänyt Genome Health Clinic -konseptin, joka on uusi terveydenhoitomuoto, joka perustuu DNA-vaurioiden ja niistä johtuvien sairauksien diagnosointiin ja ravitsemukselliseen ehkäisyyn. Viime vuosina useat ravitsemuksellisia/metabolisia/diagnostisia testejä tekevät yritykset, kuten Genova ja MetaMetrix, ovat alkaneet myydä genomiprofiilitestejä, joiden avulla voidaan tehdä päätöksiä ravintolisistä. Kun yksilöiden SNP-analyysien hinnat ovat yhä alhaisemmat, nutrigenomisiin lähestymistapoihin perustuvan ruokavalion optimoinnin väestötason mahdollisuudet näyttävät todella mahtavilta. Jopa ilman tietoa yksilön genotyypistä on käytännöllistä käyttää ravitsemukselle herkkiä genomivaurioiden biomarkkereita, kuten mikronukleusmääritystä, sen määrittämiseksi, aiheuttavatko ruokavalio- ja/tai ravintolisävalinnat hyötyä vai haittaa henkilön genomille.
Fenechin mukaan ”lähitulevaisuudessa genomin tai epigenomin vaurioiden aiheuttamien tautien diagnosoimisen ja hoitamisen sijaan terveydenhuollon ammattilaiset saatetaan kouluttaa siihen, että he voivat diagnosoida ja ehkäistä ravitsemuksellisesti genomivaurioita ja poikkeavaa geenien ilmentymistä tai jopa kääntää ne päinvastaisiksi”. Nutrigenomiikan avulla voidaan kehittää uusia funktionaalisia elintarvikkeita ja lisäravinteita genomin terveyttä varten, joita voidaan sekoittaa ja sovittaa yhteen niin, että kokonaisravinnonsaanti räätälöidään sopivasti yksilön genotyypin ja genomin tilan mukaan.”
Marraskuussa 2007 pidetyssä kokouksessa esitelty tutkimus viittaa siihen, että inositoli (B-vitamiiniperheen jäsen, jota esiintyy viljoissa, siemenissä, pähkinöissä, oluthiivassa ja monissa muissa elintarvikkeissa) ja sen johdannainen inositoliheksafosfaatti (IP6) auttavat suojaamaan UVB-säteilyn ja muun säteilyn aiheuttamilta geneettisiltä vaurioilta. Eräässä kokeessa IP6:lla käsiteltyjen ihmisen ihosolujen apoptoosi oli epätodennäköisempää kuin käsittelemättömien solujen, mikä osoittaa, että niissä oli vähemmän korjaamattomia DNA-vaurioita. Toisessa kokeessa hiiret, jotka oli geneettisesti muunnettu alttiiksi ihosyövälle, joivat vettä, joka sisälsi 2 % IP6:ta. Kasvaimia kehittyi 23 prosentille näistä hiiristä verrattuna 51 prosenttiin hiiristä, jotka eivät saaneet IP6:ta. Inositolia ja IP6:ta sisältävän voiteen käyttö suojasi myös kasvainten kehittymiseltä UVB-säteilylle altistuneilla hiirillä. Tutkijat ehdottavat, että ihmiset, jotka altistuvat säännöllisesti ionisoivalle säteilylle, kuten lentäjät, vakituiset matkustajat tai radioaktiivisia materiaaleja käsittelevät ihmiset, voisivat ottaa IP6:ta ennaltaehkäisevästi ehkäistäkseen altistumisen mahdollisia pitkäaikaisvaikutuksia.
Lähde: Lähde: Shamsuddin AM. Paper presented at: American Association for Cancer Research Centennial Conference on Translational Cancer Medicine: From Technology to Treatment; Singapore; 4.-8. marraskuuta 2007.
British Journal of Nutrition -lehden lokakuun 2007 numerossa julkaistussa artikkelissa varoitetaan, että jauhojen täydentäminen foolihapolla – jonka tarkoituksena on ehkäistä hermostoputkivirheitä jauhoja syövillä äideillä – voi johtaa lukuisiin odottamattomiin terveysongelmiin. Toisin kuin vihreissä lehtivihanneksissa olevat luonnolliset folaatit, jotka pilkkoutuvat suolistossa, synteettisten lisäravinteiden uskotaan nyt metaboloituvan maksassa. Tutkimuksen tekijät olettavat, että maksa kyllästyy, ja metaboloitumaton foolihappo kulkeutuu verenkiertoon, jossa se voi vaikuttaa leukemiaan, niveltulehdukseen, paksu- ja peräsuolen syöpään sekä kohdunulkoisiin ja monisikiöraskauksiin. Muita viimeaikaisia havaintoja lisäravinteiden ja paksu- ja peräsuolen syövän välisestä mahdollisesta yhteydestä tarkastellaan kahdessa kommentissa Nutrition Reviews -lehden marraskuun 2007 numerossa. Uudet tiedot ovat seurausta siitä, että Ison-Britannian elintarvikevirasto hyväksyi toukokuussa 2007 foolihapon lisäämisen jauhoihin. Myös Yhdysvalloissa, Kanadassa ja Chilessä jauhoja täydennetään tällä hetkellä foolihapolla, ja tämän politiikan käyttöönottoa harkitaan Australiassa, Uudessa-Seelannissa ja Irlannissa.
Lähteet: Wright AJA, et al. 2007. Foolihappoaineenvaihdunta ihmisillä uudelleen tarkasteltuna: mahdolliset vaikutukset ehdotettuun pakolliseen foolihapon lisäämiseen Yhdistyneessä kuningaskunnassa. Br J Nutr 98(4):667-675; Kim Y-I. 2007. Foolihapon lisääminen ja täydentäminen – hyvä joillekin, mutta ei niin hyvä toisille. Nutr Rev 65:504-511; Solomons NW. 2007. Elintarvikkeiden täydentäminen foolihapolla: onko toinen kenkä pudonnut? Nutr Rev 65:512-515.
Antioksidantit tunnetaan kyvystään hidastaa soluja vahingoittavaa hapettumista. Ihmiskeho ei kuitenkaan saa samantasoista hyötyä kaikista antioksidanteista. Yhdysvaltain maatalousministeriön maataloustutkimuspalvelun ravitsemusasiantuntijat mittasivat hiljattain tutkimushenkilöiden plasman antioksidanttikapasiteettia (AOC) mustikoita, kirsikoita, kuivattuja luumuja, kuivattua luumumehua, viinirypäleitä, kiivejä tai mansikoita sisältäneen yhden aterian jälkeen. He raportoivat huhtikuussa 2007 Journal of the American College of Nutrition -lehdessä, että mustikat, viinirypäleet ja kiivit lisäsivät eniten plasman AOC-arvoa. Luumut – huolimatta niiden korkeasta antioksidanttipitoisuudesta – eivät nostaneet plasman AOC-pitoisuuksia, luultavasti siksi, että klorogeenihappo, antioksidantti, jota niissä on eniten, ei imeydy helposti ihmisiin.
Norjalaiset tutkijat osoittivat Journal of Nutrition -lehden elokuun 2007 numerossa, että mustikoista ja mustaherukoista saadut antosyaanit vähensivät transkriptiotekijä NF-κB:n tasoja viljellyissä soluissa. NF-κB organisoi monenlaisia tulehdusreaktioita. Ihmisillä antosyaanilisäys vähensi interleukiini-8:n, IFN:n ja normaalien T-solujen ilmentymistä 25 %, 25 % ja 15 % lumelääkkeeseen verrattuna. Kirjoittajat ehdottavat, että antosyaanit ja/tai niiden aineenvaihduntatuotteet voivat toimia redox-puskureina, jotka kykenevät tukahduttamaan oksidatiivista stressiä ja siten vaimentamaan tulehdusreaktiota suoran reaktiivisten happilajien puhdistuksen avulla.
Lähteet: Lähteet: Prior RL, et al. 2007. Plasman antioksidanttikapasiteetin muutokset aterian jälkeen mittarina elintarvikkeen kyvylle muuttaa in vivo antioksidanttistatusta. J Am Coll Nutr 26(2):170-181; Karlsen A, et al. 2007. Antosyaanit estävät ydintekijä-B:n aktivoitumista monosyyteissä ja vähentävät tulehdusta edistävien välittäjäaineiden pitoisuuksia plasmassa terveillä aikuisilla. J Nutr 137:1951-1954.