Framtida forskningsdirektiv och utmaningar
Det är en utmaning att identifiera de SNP-diet- och SNP-näringsämnesinteraktioner som orsakar kroniska sjukdomar på grund av den komplexitet som är förknippad med studiet av genotyper och bedömningen av kost- och näringsintag. För närvarande har få, om ens några, av de SNP-kostsamband som rapporterats i epidemiologiska studier replikerats, och många har plågats av brist på lämplig statistisk styrka och andra metodologiska problem. I slutändan, eftersom många fall av kroniska sjukdomar påverkas av olika dieter, kommer man inte att hitta näringsgenominteraktioner om inte diet och genotyp kontrolleras och ändras i försöksupplägget (samma diet med olika genotyper och olika genotyper med samma diet).
”Diet-geneninteraktioner är mycket komplexa och svåra att förutsäga, vilket visar på behovet av mycket kontrollerade genotyper och miljöförhållanden som gör det möjligt att identifiera olika regleringsmönster baserade på diet och genotyp”, säger Kaput. ”De utmaningar vi nu står inför kan i slutändan komma att kräva ett nutrigenomikprojekt i samma skala som Human Genome Project för att identifiera gener som orsakar eller främjar kroniska sjukdomar och de näringsämnen som reglerar eller påverkar aktiviteten hos dessa gener.”
Då studier av mänskliga interventioner är kostsamma och svåra att genomföra kommer observationsstudier (som påvisar associationer, inte kausala samband) troligen att fortsätta att dominera det epidemiologiska tillvägagångssättet för nutrigenomik. För interventionella och mekanistiska data kommer in vivo djurstudier att vara starkt gynnade eftersom försöksdjur kan väljas ut för minimal genetisk variation och kortare livslängd. Dessutom är det mycket lättare att kontrollera och övervaka djurens kostintag än människornas.
Kaput påpekar att bedömningar av kostintag, även om de är vardagliga för omvärlden, kan utgöra ett av de största hindren för att lyckas med storskaliga nutrigenomiska studier på människor. ”Att kvantifiera födointaget är en utmaning eftersom fritt levande människor helt enkelt inte betraktar det dagliga livet som ett vetenskapligt experiment där mängden och typen av mat registreras noggrant”, säger han. För att undvika mätproblem som felklassificering kommer det under de kommande åren att behövas mer tillförlitliga mätverktyg för att bedöma näringsintaget.
Förespråkare av nutrigenomisk forskning har nämnt förebyggande och behandling av vitaminbrist i hela befolkningen som en av de viktigaste prioriteringarna inom folkhälsan. Eftersom vitaminbrist är mycket vanligt förekommande i socioekonomiskt utsatta befolkningar runt om i världen, och eftersom det behövs stora urvalsstorlekar för att testa nutrigenomiska samband, driver Kaput och hans kollegor på för en internationell satsning för att studera mikronäringsbehovet baserat på olika genetiska sammansättningar bland olika förfäders grupper.
Bruce Ames, molekylärbiolog vid Children’s Hospital Oakland Research Institute i Kalifornien, har dokumenterat ett antal polymorfismer i gener som påverkar bindningen av koenzymer, varav vissa är viktiga vitaminer. ”Med den här typen av evidensbaserade resultat inom ramen för nutrigenomik tror jag att vi kommer att ha mer ammunition för att övertyga myndigheter och folkhälsoföreträdare om att ta itu med problemet med vitaminbrist runt om i världen”, säger Kaput. ”Med detta mer målinriktade tillvägagångssätt är det mer sannolikt att vi kommer att se politiska och ekonomiska krafter falla på plats för att lösa problemet. . . . Även om komplexiteten är betydande anser jag att nutrigenomiska metoder erbjuder det bästa hoppet om att förstå de molekylära processer som upprätthåller hälsa och förebygger sjukdom.”
För Fenech är ett av de viktigaste målen med nutrigenomik för samhället att diagnostisera och näringsmässigt förebygga DNA-skador på individuell basis. Han har utarbetat konceptet Genome Health Clinic, ett nytt sätt att bedriva hälsovård som bygger på diagnostik och näringsmässigt förebyggande av DNA-skador och de sjukdomar som följer därav. Under de senaste åren har ett antal företag som tillverkar näringsmässiga/metaboliska/diagnostiska tester, t.ex. Genova och MetaMetrix, börjat sälja tester för genomisk profilering för att hjälpa till att vägleda beslutsfattandet när det gäller kosttillskott. Med de allt lägre priserna för att analysera SNP:er hos individer verkar potentialen på befolkningsnivå för kostoptimering baserad på nutrigenomiska metoder verkligen fantastisk. Även i avsaknad av information om en individs genotyp är det praktiskt möjligt att använda näringskänsliga biomarkörer för skador på genomet, t.ex. micronucleus-analysen, för att avgöra om kost- och/eller tillskottsval orsakar nytta eller skada på en persons genom.
Säger Fenech: ”Inom en nära framtid kan vårdpersonal i stället för att diagnostisera och behandla sjukdomar som orsakas av skador på genomet eller epigenomet utbildas för att diagnostisera och på ett näringsmässigt sätt förebygga eller till och med vända genomiska skador och avvikande genuttryck. Nutrigenomiken kommer att bidra till utvecklingen av nya funktionella livsmedel och kosttillskott för genomhälsa som kan blandas och matchas så att det totala näringsintaget är lämpligt anpassat till en individs genotyp och genomstatus.”
Forskning som presenterades vid ett möte i november 2007 tyder på att inositol (en medlem av B-vitaminfamiljen som finns i spannmål, frön, nötter, öljäst och många andra livsmedel) och dess derivat inositolhexafosfat (IP6) bidrar till att skydda mot genetiska skador från UVB- och annan strålning. I ett experiment var det mindre sannolikt att mänskliga hudceller som behandlades med IP6 än obehandlade celler genomgick apoptos, vilket tyder på att de hade mindre irreparabla DNA-skador. I ett annat experiment drack möss som är genetiskt konstruerade för att ha en tendens till hudcancer vatten som innehöll 2 % IP6. Tumörer utvecklades hos 23 % av dessa möss jämfört med 51 % av de möss som inte fick IP6. Användning av en kräm som innehåller inositol och IP6 skyddade också mot tumörutveckling hos möss som utsattes för UVB-strålning. Forskarna föreslår att personer som regelbundet utsätts för joniserande strålning, t.ex. flygplanspiloter, långdistansflygare eller personer som hanterar radioaktivt material, skulle kunna ta IP6 profylaktiskt för att förhindra eventuella långtidseffekter av exponeringen.
Källa: Source: Shamsuddin AM. Paper presented at: American Association for Cancer Research Centennial Conference on Translational Cancer Medicine: En artikel som publicerades i oktobernumret 2007 av British Journal of Nutrition varnar för att berikning av mjöl med folsyra – en åtgärd som syftar till att förhindra neuralrörsdefekter hos mödrar som äter mjölet – kan leda till många oförutsedda hälsoproblem. Till skillnad från de naturliga folater som finns i gröna bladgrönsaker, som smälts i tarmen, tror man nu att syntetiska tillskott metaboliseras i levern. Författarna till studien antar att levern blir mättad, och att den oförädlade folinsyran hamnar i blodomloppet, där den kan bidra till leukemi, artrit, kolorektalcancer samt utomkvedshavandeskap och flerfaldiga graviditeter. Andra nya rön om en potentiell koppling mellan tillskott och kolorektalcancer granskas i två kommentarer i novembernumret 2007 av Nutrition Reviews. De nya uppgifterna följer i spåren av att den brittiska livsmedelsmyndigheten i maj 2007 godkände tillsättning av folsyra i mjöl. USA, Kanada och Chile berikar för närvarande också mjöl med folsyra, och man överväger att införa denna policy i Australien, Nya Zeeland och Irland.
Källor: Wright AJA, et al. 2007. Folsyrametabolism hos människor: potentiella konsekvenser för föreslagen obligatorisk berikning med folsyra i Storbritannien. Br J Nutr 98(4):667-675; Kim Y-I. 2007. Folsyraberikning och tillskott – bra för vissa men inte så bra för andra. Nutr Rev 65:504-511; Solomons NW. 2007. Livsmedelsberikning med folsyra: har den andra skon fallit? Nutr Rev 65:512-515.
Antioxidanter är kända för sin förmåga att bromsa den oxidation som skadar cellerna. Men människokroppen drar inte lika stor nytta av alla antioxidanter. Nyligen mätte näringsforskare från USDA Agricultural Research Service plasmaantioxidantkapaciteten (AOC) hos försökspersoner efter en enda måltid med blåbär, körsbär, torkade plommon, torkad plommonjuice, vindruvor, kiwi eller jordgubbar. De rapporterade i Journal of the American College of Nutrition från april 2007 att blåbär, vindruvor och kiwifrukter gav de största ökningarna av plasma-AOC. Plommon – trots sitt höga innehåll av antioxidanter – höjde inte AOC-nivåerna i plasma, troligen på grund av att klorogensyra, den antioxidant som plommonen är rikast på, inte absorberas lätt av människor.
Norska forskare visade i augusti 2007 års nummer av Journal of Nutrition att antocyaniner från blåbär och svarta vinbär minskade nivåerna av transkriptionsfaktorn NF-κB i odlade celler. NF-κB styr ett stort antal inflammatoriska reaktioner. Hos människor minskade tillskott av antocyaniner interleukin-8, IFN och uttrycket av normala T-celler med 25 %, 25 % respektive 15 % jämfört med placebo. Författarna föreslår att antocyaniner och/eller deras metaboliter kan fungera som redoxbuffertar som kan undertrycka oxidativ stress och därmed dämpa det inflammatoriska svaret genom att direkt fånga upp reaktiva syrearter.
Källor: Prior RL, et al. 2007. Plasma antioxidantkapacitet förändras efter en måltid som ett mått på ett livsmedels förmåga att förändra antioxidantstatus in vivo. J Am Coll Nutr 26(2):170-181; Karlsen A, et al. 2007. Antocyaniner hämmar aktivering av kärnfaktor B i monocyter och minskar plasmakoncentrationerna av proinflammatoriska mediatorer hos friska vuxna. J Nutr 137:1951-1954.