Future direttive di ricerca e sfide
Identificare le interazioni SNP-dieta e SNP-nutrienti che causano malattie croniche è impegnativo a causa delle complessità insite nello studio dei genotipi e nella valutazione dell’assunzione di dieta e nutrienti. Al momento, poche, se non nessuna, delle associazioni SNP-dieta che sono state riportate in studi epidemiologici sono state replicate, e molte sono state afflitte da una mancanza di potenza statistica adeguata e da altri problemi metodologici. In definitiva, poiché molti casi di malattie croniche sono influenzati da diete diverse, le interazioni nutrizione-genoma non saranno trovate a meno che la dieta e il genotipo non siano controllati e modificati nel disegno sperimentale (stessa dieta con genotipi diversi, e genotipi diversi con la stessa dieta).
“Le interazioni dieta-gene sono altamente complesse e difficili da prevedere, dimostrando così la necessità di genotipi altamente controllati e condizioni ambientali che permettono di identificare diversi modelli di regolazione in base alla dieta e al genotipo”, dice Kaput. “Le sfide che stiamo affrontando potrebbero richiedere un progetto di nutrigenomica sulla scala del Progetto Genoma Umano per identificare i geni che causano o promuovono le malattie croniche e i nutrienti che regolano o influenzano l’attività di questi geni.”
Perché gli studi di intervento sull’uomo sono costosi e difficili da condurre, gli studi osservazionali (che rilevano associazioni, non relazioni causali) continueranno probabilmente a dominare l’approccio epidemiologico alla nutrigenomica. Per i dati interventistici e meccanicistici, gli studi su animali in vivo saranno fortemente favoriti perché gli animali da laboratorio possono essere selezionati per una variazione genetica minima e una durata di vita più breve. Inoltre, è molto più facile controllare e monitorare le assunzioni alimentari degli animali rispetto a quelle degli esseri umani.
Kaput nota che le valutazioni delle assunzioni alimentari, anche se banali per il mondo esterno, possono rappresentare uno dei maggiori impedimenti al successo degli studi di nutrigenomica umana su larga scala. “Quantificare l’assunzione di cibo è impegnativo perché gli esseri umani che vivono liberi semplicemente non considerano la vita quotidiana come un esperimento scientifico in cui la quantità e il tipo di cibo sono accuratamente registrati”, dice. Per evitare problemi di misurazione come l’errata classificazione, nei prossimi anni saranno necessari strumenti di misurazione più affidabili per valutare l’assunzione di nutrienti.
I sostenitori della ricerca nutrigenomica hanno citato la prevenzione e il trattamento della carenza di vitamine in tutta la popolazione come una priorità assoluta per la salute pubblica. Poiché le carenze vitaminiche sono molto diffuse nelle popolazioni socioeconomiche di tutto il mondo, e poiché sono necessarie grandi dimensioni del campione per testare le relazioni nutrigenomiche, Kaput e i suoi colleghi stanno spingendo per uno sforzo internazionale per studiare i bisogni di micronutrienti sulla base dei diversi corredi genetici tra i diversi gruppi ancestrali.
Bruce Ames, un biologo molecolare al Children’s Hospital Oakland Research Institute in California, ha documentato una serie di polimorfismi nei geni che influenzano il legame dei coenzimi, alcuni dei quali sono vitamine essenziali. “Con questi tipi di risultati basati sull’evidenza nel quadro della nutrigenomica, credo che avremo più munizioni per convincere i funzionari del governo e della sanità pubblica ad affrontare il problema della carenza di vitamine in tutto il mondo”, dice Kaput. “Con questo approccio più mirato, abbiamo maggiori probabilità di vedere le forze politiche ed economiche cadere in posizione per risolvere il problema. . . . Anche se le complessità sono sostanziali, credo che gli approcci nutrigenomici offrano la migliore speranza per comprendere i processi molecolari che mantengono la salute e prevengono le malattie.”
Per Fenech, uno degli obiettivi chiave della nutrigenomica per la società è quello di diagnosticare e prevenire nutrizionalmente i danni al DNA su base individuale. Ha ideato il concetto di Genome Health Clinic, una nuova modalità di assistenza sanitaria basata sulla diagnosi e la prevenzione nutrizionale dei danni al DNA e delle malattie che ne derivano. Negli ultimi anni, un certo numero di società di test nutrizionali/metabolici/diagnostici come Genova e MetaMetrix hanno iniziato a vendere test di profilo genomico per aiutare a guidare il processo decisionale sugli integratori alimentari. Con i prezzi sempre più bassi per l’analisi degli SNPs negli individui, il potenziale a livello di popolazione per l’ottimizzazione della dieta basata su approcci nutrigenomici sembra davvero impressionante. Anche in assenza di informazioni sul genotipo di un individuo, è pratico usare biomarcatori di danni al genoma sensibili alla nutrizione, come il test del micronucleo, per determinare se le scelte dietetiche e/o di integratori stanno causando benefici o danni al genoma di una persona.
Dice Fenech, “Nel prossimo futuro, invece di diagnosticare e trattare le malattie causate da danni al genoma o all’epigenoma, gli operatori sanitari potrebbero essere formati per diagnosticare e prevenire nutrizionalmente o addirittura invertire i danni genomici e l’espressione aberrante del gene. La nutrigenomica aiuterà a inaugurare lo sviluppo di nuovi alimenti funzionali e integratori per la salute del genoma che possono essere mescolati e abbinati in modo che l’assunzione nutrizionale complessiva sia adeguatamente adattata al genotipo e allo stato del genoma di un individuo.”
La ricerca presentata in un incontro del novembre 2007 suggerisce che l’inositolo (un membro della famiglia delle vitamine B che si trova in cereali, semi, noci, lievito di birra e molti altri alimenti) e il suo derivato inositolo esafosfato (IP6) aiutano a proteggere contro i danni genetici da UVB e altre radiazioni. In un esperimento, le cellule della pelle umana trattate con IP6 avevano meno probabilità delle cellule non trattate di subire l’apoptosi, indicando che avevano meno danni irreparabili al DNA. In un altro esperimento, i topi geneticamente modificati per una propensione al cancro della pelle hanno bevuto acqua contenente il 2% di IP6. I tumori si sono sviluppati nel 23% di questi topi rispetto al 51% dei topi che non hanno ricevuto IP6. L’uso di una crema contenente inositolo e IP6 ha anche protetto dallo sviluppo del tumore nei topi esposti ai raggi UVB. I ricercatori suggeriscono che le persone che sono regolarmente esposte a radiazioni ionizzanti, come i piloti di linea, frequenti piloti, o persone che maneggiano materiali radioattivi, potrebbero prendere IP6 profilatticamente per prevenire possibili effetti a lungo termine di esposizione.
Fonte: Shamsuddin AM. Documento presentato a: American Association for Cancer Research Centennial Conference on Translational Cancer Medicine: From Technology to Treatment; Singapore; 4-8 novembre 2007.
Un articolo pubblicato nel numero di ottobre 2007 del British Journal of Nutrition avverte che fortificare la farina con acido folico – una mossa intesa a prevenire difetti del tubo neurale tra le madri che mangiano la farina – può portare a numerosi problemi di salute imprevisti. A differenza dei folati naturali che si trovano nelle verdure a foglia verde, che vengono digeriti nell’intestino, gli integratori sintetici sono ora ritenuti essere metabolizzati nel fegato. Gli autori dello studio ipotizzano che il fegato si satura, e l’acido folico non metabolizzato entra nel flusso sanguigno, dove può contribuire alla leucemia, all’artrite, al cancro colorettale e alle gravidanze ectopiche e multiple. Altri risultati recenti su un potenziale legame tra integrazione e cancro colorettale sono esaminati in due commenti nel numero di novembre 2007 di Nutrition Reviews. I nuovi dati seguono la scia dell’approvazione del maggio 2007 da parte della Food Standard Agency del Regno Unito dell’aggiunta di acido folico alla farina. Gli Stati Uniti, il Canada e il Cile attualmente fortificano anche la farina con acido folico, e la politica è considerata per l’attuazione in Australia, Nuova Zelanda e Irlanda.
Fonti: Wright AJA, et al. 2007. Metabolismo dell’acido folico nei soggetti umani rivisitato: potenziali implicazioni per la proposta di fortificazione obbligatoria dell’acido folico nel Regno Unito. Br J Nutr 98 (4): 667-675; Kim Y-I. 2007. Acido folico fortificazione e supplementazione-bene per alcuni, ma non così bene per gli altri. Nutr Rev 65: 504-511; Solomons NW. 2007. Fortificazione degli alimenti con acido folico: ha l’altra scarpa caduto? Nutr Rev 65:512-515.
Gli antiossidanti sono noti per la loro capacità di rallentare l’ossidazione che danneggia le cellule. Ma il corpo umano non trae lo stesso livello di beneficio da tutti gli antiossidanti. Recentemente i nutrizionisti dell’USDA Agricultural Research Service hanno misurato la capacità antiossidante del plasma (AOC) dei soggetti dello studio dopo un singolo pasto di mirtilli, ciliegie, prugne secche, succo di prugna secca, uva, kiwi o fragole. Hanno riportato nel Journal of the American College of Nutrition dell’aprile 2007 che i mirtilli, l’uva e i kiwi hanno prodotto i maggiori aumenti di AOC nel plasma. Le prugne, nonostante il loro alto contenuto antiossidante, non hanno aumentato i livelli plasmatici di AOC, probabilmente perché l’acido clorogenico, l’antiossidante di cui sono più ricche, non è prontamente assorbito dall’uomo.
Ricercatori norvegesi hanno dimostrato nel numero di agosto 2007 del Journal of Nutrition che le antocianine dei mirtilli e del ribes nero hanno ridotto i livelli del fattore di trascrizione NF-κB nelle cellule coltivate. NF-κB orchestra una vasta gamma di risposte infiammatorie. Negli esseri umani, l’integrazione di antociani ha diminuito l’espressione dell’interleuchina-8, IFN e delle cellule T normali del 25%, 25% e 15%, rispettivamente, rispetto al placebo. Gli autori suggeriscono che le antocianine e/o i loro metaboliti possono servire come tamponi redox in grado di sopprimere lo stress ossidativo e quindi smorzare la risposta infiammatoria attraverso lo scavenging diretto delle specie reattive dell’ossigeno.
Fonti: Prior RL, et al. 2007. La capacità antiossidante del plasma cambia dopo un pasto come misura della capacità di un alimento di alterare lo stato antiossidante in vivo. J Am Coll Nutr 26(2):170-181; Karlsen A, et al. 2007. Gli antociani inibiscono l’attivazione del fattore B nucleare nei monociti e riducono le concentrazioni plasmatiche di mediatori pro-infiammatori in adulti sani. J Nutr 137:1951-1954.