Következő kutatási irányelvek és kihívások
A krónikus betegségeket okozó SNP-diéta és SNP-tápanyag kölcsönhatások azonosítása kihívást jelent a genotípusok vizsgálatának, valamint az étrendi és tápanyagbevitel értékelésének összetettsége miatt. Jelenleg az epidemiológiai vizsgálatokban jelentett SNP-diéta összefüggések közül kevés, vagy egyáltalán nem kerültek megismétlésre, és sok esetben a megfelelő statisztikai erő hiánya és egyéb módszertani problémák is problémát jelentenek. Végső soron, mivel a krónikus betegségek számos esetét a különböző étrendek befolyásolják, a táplálkozás és a genom közötti kölcsönhatások csak akkor találhatók meg, ha az étrendet és a genotípust ellenőrzik és változtatják a kísérleti elrendezésben (ugyanaz az étrend különböző genotípusokkal, és különböző genotípusok ugyanazzal az étrenddel).
“Az étrend és a gén közötti kölcsönhatások rendkívül összetettek és nehezen megjósolhatóak, ami azt mutatja, hogy szükség van erősen ellenőrzött genotípusokra és környezeti körülményekre, amelyek lehetővé teszik az étrend és a genotípus alapján eltérő szabályozási minták azonosítását” – mondja Kaput. “A most előttünk álló kihívások végső soron a Human Genome Project nagyságrendű nutrigenomikai projektet tehetnek szükségessé a krónikus betegségeket okozó vagy elősegítő gének és az e gének aktivitását szabályozó vagy befolyásoló tápanyagok azonosításához.”
Mivel a humán beavatkozási vizsgálatok költségesek és nehezen kivitelezhetőek, a megfigyelési vizsgálatok (amelyek összefüggéseket, nem pedig oksági kapcsolatokat mutatnak ki) valószínűleg továbbra is dominálni fognak a nutrigenomika epidemiológiai megközelítésében. A beavatkozási és mechanisztikus adatokhoz az in vivo állatkísérleteket fogják erősen előnyben részesíteni, mivel a laboratóriumi állatok minimális genetikai variációra és rövidebb élettartamra szelektálhatók. Ráadásul az állatok táplálékbevitelét sokkal könnyebb ellenőrizni és nyomon követni, mint az emberekét.
Kaput megjegyzi, hogy a táplálékbevitel értékelése, bár a külvilág számára hétköznapi, az egyik legnagyobb akadályt jelentheti a nagyszabású humán nutrigenomikai vizsgálatok sikerének. “A táplálékbevitel számszerűsítése kihívást jelent, mert a szabadon élő emberek egyszerűen nem tekintik a mindennapi életet tudományos kísérletnek, ahol az ételek mennyiségét és típusát pontosan feljegyzik” – mondja. Az olyan mérési problémák, mint a téves besorolás elkerülése érdekében az elkövetkező években megbízhatóbb mérőeszközökre lesz szükség a tápanyagbevitel értékeléséhez.”
A nutrigenomikai kutatások támogatói a vitaminhiány népességszintű megelőzését és kezelését kiemelt közegészségügyi prioritásként említik. Mivel a vitaminhiány világszerte igen elterjedt a társadalmi-gazdasági szempontból hátrányos helyzetű népességekben, és mivel a nutrigenomikai összefüggések vizsgálatához nagy mintanagyságokra van szükség, Kaput és munkatársai nemzetközi erőfeszítéseket szorgalmaznak a különböző ősi csoportok eltérő genetikai felépítésén alapuló mikrotápanyag-szükségletek tanulmányozására.
Bruce Ames, a kaliforniai Children’s Hospital Oakland Research Institute molekuláris biológusa számos polimorfizmust dokumentált a génekben, amelyek befolyásolják a koenzimek – köztük néhány esszenciális vitamin – kötődését. “Az ilyen típusú, a nutrigenomika keretein belüli, bizonyítékokon alapuló eredményekkel úgy vélem, több munícióval fogunk rendelkezni ahhoz, hogy meggyőzzük a kormányzatot és a közegészségügyi tisztviselőket, hogy világszerte foglalkozzanak a vitaminhiány problémájával” – mondja Kaput. “Ezzel a célzottabb megközelítéssel nagyobb valószínűséggel fogjuk látni, hogy a politikai és gazdasági erők a helyükre kerülnek a probléma megoldása érdekében. . . . Bár az összetettség jelentős, úgy vélem, hogy a nutrigenomikai megközelítések jelentik a legjobb reményt az egészséget fenntartó és a betegségeket megelőző molekuláris folyamatok megértésére.”
Fenech számára a nutrigenomika egyik legfontosabb célja a társadalom számára a DNS-károsodások egyéni diagnosztizálása és táplálkozással történő megelőzése. Kidolgozta a Genome Health Clinic koncepcióját, az egészségügyi ellátás új módját, amely a DNS-károsodás és az abból eredő betegségek diagnosztizálásán és táplálkozási megelőzésén alapul. Az elmúlt években számos táplálkozási/metabolikus/diagnosztikai tesztekkel foglalkozó vállalat, mint például a Genova és a MetaMetrix, elkezdett genomikai profilalkotó teszteket árulni, hogy segítse a táplálékkiegészítőkkel kapcsolatos döntések meghozatalát. Az egyének SNP-elemzésének egyre alacsonyabb áraival a nutrigenomikai megközelítéseken alapuló táplálkozásoptimalizálás populációs szintű lehetőségei valóban félelmetesnek tűnnek. Még az egyén genotípusára vonatkozó információk hiányában is praktikus a táplálkozás-érzékeny genomkárosító biomarkerek, például a mikronukleusz-teszt használata annak meghatározására, hogy az étrend és/vagy a táplálékkiegészítők választása előnyös vagy káros hatással van-e az egyén genomjára.
Fenech szerint: “A közeljövőben a genom- vagy epigenom-károsodás okozta betegségek diagnosztizálása és kezelése helyett az egészségügyi szakemberek képzettek lehetnek a genomkárosodás és az aberráns génexpresszió diagnosztizálására és táplálkozással történő megelőzésére vagy akár visszafordítására. A nutrigenomika segíteni fogja a genom egészségét szolgáló új funkcionális élelmiszerek és táplálékkiegészítők kifejlesztését, amelyeket össze lehet keverni és össze lehet illeszteni, hogy a teljes táplálékbevitel megfelelően igazodjon az egyén genotípusához és genomi állapotához.”
Egy 2007. novemberi találkozón bemutatott kutatás szerint az inozitol (a B-vitaminok családjának tagja, amely gabonafélékben, magvakban, diófélékben, sörélesztőben és számos más élelmiszerben található) és származéka, az inozitol-hexafoszfát (IP6) segít megvédeni az UVB és más sugárzás okozta genetikai károsodástól. Egy kísérletben az IP6-tal kezelt emberi bőrsejtek kisebb valószínűséggel estek át apoptózison, mint a kezeletlen sejtek, ami azt jelzi, hogy kevesebb helyrehozhatatlan DNS-károsodás érte őket. Egy másik kísérletben a bőrrákra való hajlam miatt genetikailag módosított egerek 2% IP6-ot tartalmazó vizet ittak. Ezen egerek 23%-ánál alakult ki daganat, szemben az IP6-ot nem kapó egerek 51%-ával. Az UVB-sugárzásnak kitett egereknél az inozitol és IP6 tartalmú krém használata szintén védett a daganatképződés ellen. A kutatók azt javasolják, hogy azok az emberek, akik rendszeresen ki vannak téve ionizáló sugárzásnak, mint például a pilóták, a törzsutasok vagy a radioaktív anyagokat kezelő emberek, megelőzésképpen szedjenek IP6-ot, hogy megelőzzék az expozíció lehetséges hosszú távú hatásait.
Forrás: Shamsuddin AM. Paper presented at: American Association for Cancer Research Centennial Conference on Translational Cancer Medicine: From Technology to Treatment; Szingapúr; 2007. november 4-8.
A British Journal of Nutrition 2007. októberi számában megjelent cikk arra figyelmeztet, hogy a liszt folsavval történő dúsítása – amely a lisztet fogyasztó anyáknál a neurális csődefektusok megelőzésére irányul – számos előre nem látható egészségügyi problémához vezethet. A leveles zöld zöldségekben található természetes folsavtól eltérően, amely a bélben emésztődik, a szintetikus kiegészítőkről most úgy vélik, hogy a májban metabolizálódnak. A tanulmány szerzői feltételezik, hogy a máj telítődik, és a metabolizálatlan folsav bekerül a véráramba, ahol hozzájárulhat a leukémia, az ízületi gyulladás, a vastagbélrák, valamint a méhen kívüli és többes terhesség kialakulásához. A táplálékkiegészítés és a vastagbélrák közötti lehetséges kapcsolatra vonatkozó újabb eredményeket a Nutrition Reviews 2007. novemberi számának két kommentárja vizsgálja. Az új adatok azt követően jelentek meg, hogy az Egyesült Királyság Élelmiszer Szabványügyi Hivatala 2007 májusában jóváhagyta a folsav liszthez való hozzáadását. Az Egyesült Államokban, Kanadában és Chilében jelenleg szintén folsavval dúsítják a lisztet, és fontolgatják a politika bevezetését Ausztráliában, Új-Zélandon és Írországban.
Források: Wright AJA, et al. 2007. Folsav-metabolizmus emberi alanyokban: a javasolt kötelező folsavdúsítás lehetséges következményei az Egyesült Királyságban. Br J Nutr 98(4):667-675; Kim Y-I. 2007. Folsav dúsítás és kiegészítés – jó egyeseknek, de nem olyan jó másoknak. Nutr Rev 65:504-511; Solomons NW. 2007. Élelmiszerek folsavval történő dúsítása: leesett a másik cipő? Nutr Rev 65:512-515.
Az antioxidánsok arról ismertek, hogy képesek lassítani a sejteket károsító oxidációt. Az emberi szervezet azonban nem minden antioxidánsból merít ugyanolyan mértékű hasznot. Nemrégiben az USDA Mezőgazdasági Kutatószolgálatának táplálkozástudományi szakemberei megmérték a vizsgálati alanyok plazma antioxidáns kapacitását (AOC) egy áfonyát, cseresznyét, aszalt szilvát, aszalt szilvalevet, szőlőt, kivit vagy epret tartalmazó egyszeri étkezést követően. A Journal of the American College of Nutrition 2007. áprilisi számában számoltak be arról, hogy az áfonya, a szőlő és a kivi eredményezte a legnagyobb növekedést a plazma AOC értékében. A szilva – magas antioxidáns-tartalma ellenére – nem emelte a plazma AOC-szintjét, valószínűleg azért, mert a klorogénsav, az antioxidáns, amelyben a leggazdagabb, nem szívódik fel könnyen az emberben.
Norvég kutatók a Journal of Nutrition 2007. augusztusi számában kimutatták, hogy az áfonyából és a fekete ribizliből származó antociánok csökkentik az NF-κB transzkripciós faktor szintjét tenyésztett sejtekben. Az NF-κB a gyulladásos válaszok széles skáláját hangszereli. Embereknél az antociánpótlás 25%-kal, 25%-kal, illetve 15%-kal csökkentette az interleukin-8, az IFN és a normál T-sejtek expresszióját a placebóhoz képest. A szerzők szerint az antociánok és/vagy metabolitjaik redoxpufferként szolgálhatnak, amelyek képesek elnyomni az oxidatív stresszt, és ezáltal közvetlen reaktív oxigénfajok elszívása révén csillapítani a gyulladásos választ.
Források: Prior RL, et al. 2007. A plazma antioxidáns kapacitásának változása étkezést követően, mint az élelmiszer in vivo antioxidáns státusz megváltoztatására való képességének mérőszáma. J Am Coll Nutr 26(2):170-181; Karlsen A, et al. 2007. Az antociánok gátolják a nukleáris faktor-B aktiválódását a monocitákban és csökkentik a pro-inflammatorikus mediátorok plazmakoncentrációját egészséges felnőttekben. J Nutr 137:1951-1954.