Directives et défis futurs de la recherche
Identifier les interactions SNP-diète et SNP-nutriments qui causent les maladies chroniques est un défi en raison des complexités inhérentes à l’étude des génotypes et à l’évaluation des apports alimentaires et nutritionnels. À l’heure actuelle, peu, voire aucune, des associations SNP-régime alimentaire rapportées dans les études épidémiologiques n’ont été reproduites, et nombre d’entre elles ont souffert d’un manque de puissance statistique appropriée et d’autres problèmes méthodologiques. En fin de compte, étant donné que de nombreux cas de maladies chroniques sont influencés par différents régimes alimentaires, les interactions nutrition-génome ne seront pas trouvées à moins que le régime alimentaire et le génotype ne soient contrôlés et modifiés dans la conception expérimentale (même régime alimentaire avec différents génotypes, et différents génotypes avec le même régime alimentaire).
« Les interactions régime alimentaire-gène sont très complexes et difficiles à prédire, ce qui démontre la nécessité de génotypes hautement contrôlés et de conditions environnementales qui permettent d’identifier différents modèles de régulation en fonction du régime alimentaire et du génotype », dit Kaput. « Les défis auxquels nous sommes actuellement confrontés pourraient finalement nécessiter un projet de nutrigénomique à l’échelle du projet du génome humain afin d’identifier les gènes qui causent ou favorisent les maladies chroniques et les nutriments qui régulent ou influencent l’activité de ces gènes. »
Parce que les études d’intervention humaine sont coûteuses et difficiles à mener, les études observationnelles (qui détectent les associations et non les relations de cause à effet) continueront probablement à dominer l’approche épidémiologique de la nutrigénomique. Pour les données interventionnelles et mécanistiques, les études in vivo sur les animaux seront largement privilégiées car les animaux de laboratoire peuvent être sélectionnés pour une variation génétique minimale et une durée de vie plus courte. De plus, il est beaucoup plus facile de contrôler et de surveiller les apports alimentaires des animaux que ceux des humains.
Kaput note que les évaluations des apports alimentaires, bien que banales pour le monde extérieur, peuvent représenter l’un des plus grands obstacles au succès des études nutrigénomiques humaines à grande échelle. « La quantification de l’apport alimentaire est difficile parce que les êtres humains vivant en liberté ne considèrent tout simplement pas la vie quotidienne comme une expérience scientifique où la quantité et le type de nourriture sont enregistrés avec précision », explique-t-il. Pour éviter les problèmes de mesure tels que les erreurs de classification, des outils de mesure plus fiables pour évaluer l’apport en nutriments seront nécessaires dans les années à venir.
Les partisans de la recherche en nutrigénomique ont cité la prévention et le traitement des carences en vitamines à l’échelle de la population comme une priorité absolue de santé publique. Étant donné que les carences en vitamines sont très répandues dans les populations défavorisées sur le plan socio-économique dans le monde entier, et que des échantillons de grande taille sont nécessaires pour tester les relations nutrigénomiques, Kaput et ses collègues font pression pour un effort international afin d’étudier les besoins en micronutriments en fonction des différentes constitutions génétiques parmi les différents groupes ancestraux.
Bruce Ames, biologiste moléculaire à l’Institut de recherche de l’Hôpital pour enfants d’Oakland en Californie, a documenté un certain nombre de polymorphismes dans les gènes qui affectent la liaison des coenzymes, dont certaines sont des vitamines essentielles. « Avec ce type de résultats fondés sur des preuves dans le cadre de la nutrigénomique, je pense que nous aurons plus de munitions pour convaincre les gouvernements et les responsables de la santé publique de s’attaquer au problème des carences en vitamines dans le monde », déclare M. Kaput. « Avec cette approche plus ciblée, nous avons plus de chances de voir les forces politiques et économiques se mettre en place pour résoudre le problème. . . . Bien que les complexités soient substantielles, je crois que les approches nutrigénomiques offrent le meilleur espoir de comprendre les processus moléculaires qui maintiennent la santé et préviennent les maladies. »
Pour Fenech, l’un des objectifs clés de la nutrigénomique pour la société est de diagnostiquer et de prévenir nutritionnellement les dommages à l’ADN sur une base individuelle. Il a conçu le concept de Genome Health Clinic, un nouveau mode de soins de santé basé sur le diagnostic et la prévention nutritionnelle des dommages à l’ADN et des maladies qui en découlent. Ces dernières années, un certain nombre de sociétés de tests nutritionnels/métaboliques/diagnostiques, telles que Genova et MetaMetrix, ont commencé à vendre des tests de profilage génomique pour aider à la prise de décision concernant les compléments alimentaires. Avec des prix de plus en plus bas pour l’analyse des SNP chez les individus, le potentiel d’optimisation alimentaire au niveau de la population basé sur des approches nutrigénomiques semble vraiment impressionnant. Même en l’absence d’informations sur le génotype d’un individu, il est pratique d’utiliser des biomarqueurs de dommages au génome sensibles à la nutrition, tels que le test du micronoyau, pour déterminer si les choix alimentaires et/ou les suppléments causent des avantages ou des dommages au génome d’une personne.
Selon Fenech, « dans un avenir proche, au lieu de diagnostiquer et de traiter les maladies causées par des dommages au génome ou à l’épigénome, les praticiens de la santé pourraient être formés pour diagnostiquer et prévenir nutritionnellement ou même inverser les dommages génomiques et l’expression aberrante des gènes. La nutrigénomique contribuera à inaugurer le développement de nouveaux aliments et suppléments fonctionnels pour la santé du génome, qui peuvent être mélangés et assortis de sorte que l’apport nutritionnel global soit adapté de manière appropriée au génotype et à l’état du génome d’un individu. »
Les recherches présentées lors d’une réunion en novembre 2007 suggèrent que l’inositol (un membre de la famille des vitamines B que l’on trouve dans les céréales, les graines, les noix, la levure de bière et de nombreux autres aliments) et son dérivé l’inositol hexaphosphate (IP6) aident à protéger contre les dommages génétiques causés par les UVB et d’autres rayonnements. Dans une expérience, les cellules de la peau humaine traitées avec l’IP6 étaient moins susceptibles de subir une apoptose que les cellules non traitées, ce qui indique qu’elles avaient moins de dommages irréparables à l’ADN. Dans une autre expérience, des souris génétiquement modifiées pour avoir une propension au cancer de la peau ont bu de l’eau contenant 2 % d’IP6. Des tumeurs se sont développées chez 23 % de ces souris, contre 51 % des souris qui n’avaient pas reçu d’IP6. L’utilisation d’une crème contenant de l’inositol et de l’IP6 a également protégé contre le développement de tumeurs chez les souris exposées aux rayons UVB. Les chercheurs suggèrent que les personnes régulièrement exposées aux rayonnements ionisants, comme les pilotes de ligne, les grands voyageurs ou les personnes qui manipulent des matériaux radioactifs, pourraient prendre de l’IP6 à titre prophylactique pour prévenir les éventuels effets à long terme de l’exposition.
Source : Shamsuddin AM. Document présenté à : American Association for Cancer Research Centennial Conference on Translational Cancer Medicine : From Technology to Treatment ; Singapore ; 4-8 November 2007.
Un article publié dans le numéro d’octobre 2007 du British Journal of Nutrition avertit que l’enrichissement de la farine en acide folique – une mesure destinée à prévenir les anomalies du tube neural chez les mères qui consomment la farine – peut entraîner de nombreux problèmes de santé imprévus. Contrairement aux folates naturels que l’on trouve dans les légumes verts à feuilles, qui sont digérés dans l’intestin, on pense maintenant que les suppléments synthétiques sont métabolisés dans le foie. Les auteurs de l’étude supposent que le foie devient saturé et que l’acide folique non métabolisé passe dans la circulation sanguine, où il peut contribuer à la leucémie, à l’arthrite, au cancer colorectal et aux grossesses extra-utérines et multiples. D’autres découvertes récentes sur un lien potentiel entre la supplémentation et le cancer colorectal sont examinées dans deux commentaires publiés dans le numéro de novembre 2007 de Nutrition Reviews. Ces nouvelles données font suite à l’approbation, en mai 2007, par la Food Standard Agency du Royaume-Uni, de l’ajout d’acide folique à la farine. Les États-Unis, le Canada et le Chili enrichissent aussi actuellement la farine en acide folique, et l’on envisage de mettre en œuvre cette politique en Australie, en Nouvelle-Zélande et en Irlande.
Sources : Wright AJA, et al. 2007. Le métabolisme de l’acide folique chez les sujets humains revisité : implications potentielles pour la fortification obligatoire proposée de l’acide folique au Royaume-Uni. Br J Nutr 98(4):667-675 ; Kim Y-I. 2007. L’enrichissement en acide folique et la supplémentation – bon pour certains mais pas si bon pour d’autres. Nutr Rev 65:504-511 ; Solomons NW. 2007. L’enrichissement des aliments en acide folique : l’autre chaussure est-elle tombée ? Nutr Rev 65:512-515.
Les antioxydants sont connus pour leur capacité à ralentir l’oxydation qui endommage les cellules. Mais le corps humain ne tire pas le même niveau de bénéfice de tous les antioxydants. Récemment, des nutritionnistes du service de recherche agricole de l’USDA ont mesuré la capacité antioxydante du plasma (AOC) de sujets d’étude après un seul repas composé de myrtilles, de cerises, de prunes séchées, de jus de prunes séchées, de raisins, de kiwis ou de fraises. Ils ont rapporté dans le Journal of the American College of Nutrition d’avril 2007 que les myrtilles, les raisins et les kiwis ont entraîné les plus fortes augmentations de la capacité antioxydante du plasma. Les prunes – malgré leur forte teneur en antioxydants – n’ont pas augmenté les taux plasmatiques d’AOC, probablement parce que l’acide chlorogénique, l’antioxydant dont elles sont les plus riches, n’est pas facilement absorbé par l’homme.
Des chercheurs norvégiens ont montré dans l’édition d’août 2007 du Journal of Nutrition que les anthocyanines des myrtilles et des cassis réduisaient les niveaux du facteur de transcription NF-κB dans les cellules en culture. Le NF-κB orchestre un large éventail de réponses inflammatoires. Chez l’homme, la supplémentation en anthocyanines a diminué l’expression de l’interleukine-8, de l’IFN et des cellules T normales de 25 %, 25 % et 15 %, respectivement, par rapport au placebo. Les auteurs suggèrent que les anthocyanes et/ou leurs métabolites peuvent servir de tampons redox capables de supprimer le stress oxydatif et ainsi amortir la réponse inflammatoire en piégeant directement les espèces réactives de l’oxygène.
Sources : Prior RL, et al. 2007. Les changements de la capacité antioxydante du plasma après un repas comme une mesure de la capacité d’un aliment à modifier le statut antioxydant in vivo. J Am Coll Nutr 26(2):170-181 ; Karlsen A, et al. 2007. Les anthocyanines inhibent l’activation du facteur nucléaire B dans les monocytes et réduisent les concentrations plasmatiques de médiateurs pro-inflammatoires chez les adultes en bonne santé. J Nutr 137:1951-1954.