Future Research Directives and Challenges
Identyfikacja interakcji SNP-dieta i SNP-składnik odżywczy, które powodują przewlekłą chorobę jest wyzwaniem ze względu na złożoność nieodłącznie związaną z badaniem genotypów i oceną diety i spożycia składników odżywczych. W tym czasie, niewiele, jeśli w ogóle z SNP-diet stowarzyszeń, które zostały zgłoszone w badaniach epidemiologicznych zostały powtórzone, a wiele z nich było nękane przez brak odpowiedniej mocy statystycznej i innych problemów metodologicznych. Ostatecznie, ponieważ wiele przypadków chorób przewlekłych są pod wpływem różnych diet, żywienie-genom interakcje nie zostaną znalezione, chyba że dieta i genotyp są kontrolowane i zmieniane w projekcie eksperymentalnym (ta sama dieta z różnych genotypów, a różne genotypy z tej samej diety).
„Diet-gene interakcje są bardzo złożone i trudne do przewidzenia, wykazując w ten sposób potrzebę wysoce kontrolowanych genotypów i warunków środowiskowych, które pozwalają na identyfikację różnych wzorców regulacyjnych w oparciu o dietę i genotyp,” Kaput mówi. „Wyzwania, przed którymi teraz stoimy, mogą ostatecznie wymagać projektu nutrigenomiki na skalę Human Genome Project, aby zidentyfikować geny, które powodują lub promują choroby przewlekłe oraz składniki odżywcze, które regulują lub wpływają na aktywność tych genów.”
Ponieważ badania interwencyjne są kosztowne i trudne do przeprowadzenia, badania obserwacyjne (które wykrywają skojarzenia, a nie związki przyczynowe) prawdopodobnie nadal będą dominować w podejściu epidemiologicznym do nutrigenomiki. W przypadku danych interwencyjnych i mechanistycznych preferowane będą badania in vivo na zwierzętach, ponieważ zwierzęta laboratoryjne mogą być selekcjonowane pod kątem minimalnej zmienności genetycznej i krótszej długości życia. Co więcej, o wiele łatwiej jest kontrolować i monitorować spożycie pokarmu przez zwierzęta niż przez ludzi.
Kaput zauważa, że ocena spożycia pokarmu, choć prozaiczna dla świata zewnętrznego, może stanowić jedną z największych przeszkód dla sukcesu dużych badań nutrigenomicznych u ludzi. „Kwantyfikacja spożycia żywności jest trudna, ponieważ żyjący na wolności ludzie po prostu nie traktują codziennego życia jako eksperymentu naukowego, w którym ilość i rodzaj jedzenia jest dokładnie rejestrowana” – mówi. Aby uniknąć problemów pomiarowych, takich jak błędna klasyfikacja, bardziej wiarygodne narzędzia pomiarowe do oceny spożycia składników odżywczych będą potrzebne w nadchodzących latach.
Proponenci badań nutrigenomicznych powoływali się na populacyjne zapobieganie i leczenie niedoboru witamin jako najwyższy priorytet zdrowia publicznego. Ponieważ niedobory witamin są bardzo powszechne w społeczno-ekonomicznie trudnych populacjach na całym świecie, a ponieważ duże rozmiary próbek są potrzebne do testowania nutrigenomicznych relacji, Kaput i jego koledzy naciskają na międzynarodowy wysiłek w celu zbadania potrzeb mikroelementów w oparciu o różne makijaże genetyczne wśród różnych grup przodków.
Bruce Ames, biolog molekularny w Children’s Hospital Oakland Research Institute w Kalifornii, udokumentował szereg polimorfizmów w genach, które wpływają na wiązanie koenzymów, z których niektóre są niezbędne witaminy. „Z tego rodzaju dowodów opartych na ustaleniach w ramach nutrigenomic, wierzę, że będziemy mieć więcej amunicji, aby przekonać rząd i urzędników zdrowia publicznego, aby rozwiązać problem niedoboru witamin na całym świecie,” Kaput mówi. „Z tego bardziej ukierunkowanego podejścia, jesteśmy bardziej prawdopodobne, aby zobaczyć siły polityczne i gospodarcze spadają w miejscu, aby rozwiązać problem. . . . Chociaż złożoność jest znaczna, wierzę, że podejścia nutrigenomiczne oferują najlepszą nadzieję na zrozumienie procesów molekularnych, które utrzymują zdrowie i zapobiegają chorobom.”
Dla Fenecha, jednym z kluczowych celów nutrigenomiki dla społeczeństwa jest diagnozowanie i żywieniowe zapobieganie uszkodzeniom DNA na indywidualnej podstawie. On opracował koncepcję Genome Health Clinic, nowy tryb opieki zdrowotnej opartej na diagnostyce i żywieniowej profilaktyki uszkodzeń DNA i chorób, które wynikają z niego. W ostatnich latach wiele firm zajmujących się badaniami żywieniowymi/metabolicznymi/diagnostycznymi, takich jak Genova i MetaMetrix, zaczęło sprzedawać testy profilowania genomowego, aby pomóc w podejmowaniu decyzji dotyczących suplementów diety. Przy coraz niższych cenach za analizę SNP u poszczególnych osób, potencjał na poziomie populacji dla optymalizacji diety opartej na podejściach nutrigenomicznych wydaje się naprawdę niesamowity. Nawet w przypadku braku informacji o genotypie danej osoby, praktyczne jest wykorzystanie wrażliwych na odżywianie biomarkerów uszkodzenia genomu, takich jak test mikrojądrowy, w celu określenia, czy wybory dietetyczne i/lub suplementy powodują korzyści lub szkody dla genomu danej osoby.
Mówi Fenech, „W niedalekiej przyszłości, zamiast diagnozowania i leczenia chorób spowodowanych uszkodzeniem genomu lub epigenomu, lekarze opieki zdrowotnej mogą być przeszkoleni w zakresie diagnozowania i żywieniowego zapobiegania lub nawet odwracania uszkodzeń genomu i nieprawidłowej ekspresji genów. Nutrigenomics pomoże wprowadzić w rozwoju nowych funkcjonalnych żywności i suplementów dla zdrowia genomu, które mogą być mieszane i dopasowane tak, że ogólne spożycie żywieniowe jest odpowiednio dostosowane do indywidualnego genotypu i stanu genomu.”
Badania przedstawione na spotkaniu w listopadzie 2007 sugerują, że inozytol (członek rodziny witamin B znalezionych w ziarnach, nasionach, orzechach, drożdżach piwnych i wielu innych pokarmach) i jego pochodna heksafosforan inozytolu (IP6) pomagają chronić przed uszkodzeniami genetycznymi spowodowanymi promieniowaniem UVB i innymi. W jednym z eksperymentów, ludzkie komórki skóry, którym podawano IP6, rzadziej niż komórki nieleczone ulegały apoptozie, co oznacza, że miały mniej nieodwracalnych uszkodzeń DNA. W innym eksperymencie myszy genetycznie zmodyfikowane pod kątem skłonności do raka skóry piły wodę zawierającą 2% IP6. Guzy rozwinęły się u 23% tych myszy w porównaniu z 51% myszy, które nie otrzymywały IP6. Stosowanie kremu zawierającego inozytol i IP6 również chroniło przed rozwojem nowotworów u myszy wystawionych na działanie promieniowania UVB. Badacze sugerują, że osoby regularnie narażone na promieniowanie jonizujące, takie jak piloci linii lotniczych, osoby często podróżujące samolotem lub osoby mające do czynienia z materiałami radioaktywnymi, mogą profilaktycznie przyjmować IP6, aby zapobiec ewentualnym długotrwałym skutkom narażenia.
Źródło: Shamsuddin AM. Paper presented at: American Association for Cancer Research Centennial Conference on Translational Cancer Medicine: From Technology to Treatment; Singapur; 4-8 listopada 2007.
An artykuł opublikowany w październiku 2007 numer British Journal of Nutrition ostrzega, że wzbogacanie mąki z kwasem foliowym-ruch mający na celu zapobieganie wadom cewy nerwowej wśród matek, które jedzą mąkę-może prowadzić do wielu nieprzewidzianych problemów zdrowotnych. W przeciwieństwie do naturalnych folianów znajdujących się w zielonych warzywach liściastych, które są trawione w jelitach, syntetyczne suplementy są obecnie uważane za metabolizowane w wątrobie. Autorzy badania wysuwają hipotezę, że wątroba staje się nasycona, a niezmetabolizowany kwas foliowy dostaje się do krwiobiegu, gdzie może przyczynić się do białaczki, zapalenia stawów, raka jelita grubego oraz ciąży pozamacicznej i mnogiej. Inne ostatnie ustalenia na temat potencjalnego związku między suplementacją i raka jelita grubego są badane w dwóch komentarzach w listopadzie 2007 numerze Nutrition Recenzje. Nowe dane następują po piętach U.K. Food Standard Agency w maju 2007 zatwierdzenia dodawania kwasu foliowego do mąki. Stany Zjednoczone, Kanada i Chile również obecnie wzbogacić mąkę z kwasem foliowym, a polityka jest rozważana do wdrożenia w Australii, Nowej Zelandii i Ireland.
Sources: Wright AJA, et al. 2007. Folic acid metabolism in human subjects revisited: potencjalne implikacje dla proponowanego obowiązkowego fortyfikacji kwasu foliowego w Wielkiej Brytanii. Br J Nutr 98(4):667-675; Kim Y-I. 2007. Forsyfikacja i suplementacja kwasu foliowego – dobre dla niektórych, ale nie tak dobre dla innych. Nutr Rev 65:504-511; Solomons NW. 2007. Fortyfikacja żywności z kwasem foliowym: czy drugi but spadł? Nutr Rev 65:512-515.
Przeciwutleniacze są znane ze swojej zdolności do spowolnienia utleniania, które uszkadza komórki. Ale ludzkie ciało nie czerpie tego samego poziomu korzyści z wszystkich antyoksydantów. Ostatnio dietetycy z USDA Agricultural Research Service zmierzyli pojemność antyoksydacyjną osocza (AOC) uczestników badania po spożyciu jednego posiłku składającego się z borówek, wiśni, suszonych śliwek, soku z suszonych śliwek, winogron, kiwi lub truskawek. W Journal of the American College of Nutrition z kwietnia 2007 roku donoszą, że borówki, winogrona i kiwi spowodowały największy wzrost AOC w osoczu. Śliwki – pomimo ich wysokiej zawartości przeciwutleniaczy – nie podniosły poziomu AOC w osoczu, prawdopodobnie dlatego, że kwas chlorogenowy, przeciwutleniacz, w który są najbogatsze, nie jest łatwo wchłaniany przez ludzi.
Norwescy badacze wykazali w sierpniu 2007 roku w wydaniu Journal of Nutrition, że antocyjany z borówek i czarnych porzeczek zmniejszyły poziom czynnika transkrypcyjnego NF-κB w hodowanych komórkach. NF-κB orkiestrować szeroki zakres odpowiedzi zapalnych. U ludzi, suplementacja antocyjanami zmniejszyła ekspresję interleukiny-8, IFN i normalnych komórek T odpowiednio o 25%, 25% i 15%, w porównaniu z placebo. Autorzy sugerują, że antocyjany i / lub ich metabolity mogą służyć jako bufory redox zdolne do tłumienia stresu oksydacyjnego, a tym samym tłumić odpowiedź zapalną przez bezpośrednie zmiatanie reaktywnych form tlenu.
Sources: Prior RL, et al. 2007. Zmiany pojemności antyoksydacyjnej osocza po posiłku jako miara zdolności żywności do zmiany statusu antyoksydacyjnego in vivo. J Am Coll Nutr 26(2):170-181; Karlsen A, et al. 2007. Antocyjany hamują aktywację czynnika jądrowego-B w monocytach i zmniejszają stężenie mediatorów prozapalnych w osoczu u zdrowych dorosłych. J Nutr 137:1951-1954.
.