Genotip - Asociații de fenotip Modulare prin dietă și obezitate - Ordovas - 2008 - Obezitate - Wiley

Nutriție și genetică, JM - USDA - HNRCA la Universitatea Tufts, Boston, Massachusetts, SUA

Abstract

Promisiunile revoluției genomice au atras în acest domeniu un număr mare de alte discipline științifice, inclusiv științele nutriționale. Beneficiile potențiale ale valorificării puterii genomicii pentru prevenirea dietetică a bolilor sunt enorme și imposibil de ignorat, iar această nouă abordare este considerată viitorul cercetării nutriționale (1), (2), (3), (4), 5), (6)).

Traducerea practică majoră a cercetării nutriționale în sănătatea publică constă în definirea unor recomandări dietetice optime care vizează prevenirea bolilor și promovarea sănătății pentru fiecare etapă a vieții umane. În acest scop, mai multe orientări dietetice au fost implementate în Statele Unite de peste 90 de ani pentru a îmbunătăți sănătatea populației generale și a celor cu risc crescut de boli specifice (de exemplu, boli cardiovasculare (BCV), cancer, hipertensiune și diabet) . Cu toate acestea, orientările dietetice anterioare și actuale nu au reușit să abordeze și să integreze în mod corespunzător diferențele dramatice cu privire la răspunsul fiziologic al individului la modificările aportului de nutrienți. Aceste diferențe de răspuns pot afecta foarte mult eficacitatea acestor recomandări la nivel individual.

Conceptul de interacțiune genă-dietă descrie modularea efectului unei componente dietetice asupra unui fenotip specific (adică, concentrații lipidice plasmatice, glicemie și obezitate) printr-o variantă genetică. Alternativ, această noțiune se referă la modificarea dietetică a efectului unei variante genetice asupra unei trăsături fenotipice. Beneficiile potențiale ale valorificării puterii genomicii pentru prevenirea dietetică a bolilor sunt evidente, iar această noțiune schimbă deja peisajul cercetării nutriționale (2), (12), (13)). Mai mult, revoluția genomică a favorizat dezvoltarea mai multor tehnologii complementare care vor aduce beneficii semnificative științelor nutriționale ((14)). În plus față de genomică, tehnici precum proteomica, metabolomica și bioinformatica oferă deja informații despre interacțiunile genă-nutrienți la nivel de celulă, individ și populație ((1), (15), (16)). Toate aceste tehnici pot și trebuie combinate pentru a înțelege atât influența nutrienților specifici, cât și tiparele dietetice întregi asupra comportamentului metabolic al celulelor, organelor și întregului organism (17), (18)).

Această provocare poate fi realizată prin utilizarea bioinformaticii care oferă instrumente pentru gestionarea seturilor de date mari și complexe furnizate de genomică, transcriptomică, proteomică și metabolomică și constituie ceea ce cunoaștem sub numele de genomică funcțională, denumită și biologia sistemelor (5), (13) ), (18), (19)). Dezvoltarea biologiei sistemelor a transformat conceptul de interacțiune genă-nutrienți din abordarea tradițională de reducționism a studierii efectului unui nutrient asupra unui eveniment metabolic specific într-unul global, în care o fracțiune semnificativă din toate genele și metaboliții reglementați poate fi interogată simultan ((20)).

Condusă de aceste tehnologii și paradigme, știința nutriției a îmbrățișat „genomica nutrițională” (1), (2), (3), (4), (5), (18), (19), (21), (22) ), (23), (24)), promovând o înțelegere sporită a (i) modului în care nutriția influențează căile metabolice și controlul homeostatic, (ii) modul în care această reglementare este modificată în faza incipientă a unei boli legate de dietă și (iii) )) în ce măsură genotipurile sensibilizatoare individuale contribuie la o astfel de boală.

Genomica nutrițională a ridicat deja interes și așteptări ridicate, iar unii cercetători ((25)) avertizează că profilarea genomică și interacțiunea sa cu factori de mediu, cum ar fi dieta, nu sunt pregătite pentru prime time. Este adevărat că lipsesc dovezi care să susțină beneficiile rezultatelor asupra sănătății pe baza unor astfel de testări și că înainte ca această abordare să devină valabilă și utilă din punct de vedere clinic, sunt necesare studii epidemiologice bine concepute și evaluări clinice ale intervențiilor recomandate pe baza genotipului.

Această lucrare descrie unele dintre progresele în genomica nutrițională, în principal în legătură cu variabilele asociate cu sindromul metabolic. Această lucrare nu este intenționată în niciun fel să fie cuprinzătoare și recent au fost publicate mai multe actualizări ((4), (26), (27), (28)). Mai degrabă, accentul va fi pus pe prezentarea unei ferestre de dovezi, precum și a provocărilor viitoare.

Mediul ca un modulator al efectului variantelor genetice: Exemplul de apolipoproteină E

Având în vedere obiectivul menționat mai sus, este destul de sigur să spunem că apolipoproteina E (APOE) gena este „băiatul poster” al interacțiunilor complexe genă - mediu. APOE a fost unul dintre locurile cel mai intens examinat în ceea ce privește utilizarea sa potențială ca marker al riscului de boală. Inițial, interesul a fost relegat la riscul de BCV, dar acest interes s-a extins în curând destul de dramatic la tulburări neurologice (29), (30), (31), (32), (33), (34)), osteoporoză (35), ( 36)), cancer (37)) și vedere (38)), precum și procesele inflamatorii și longevitatea generală (39)).

APOE în ser este asociat cu chilomicroni, lipoproteine cu densitate foarte mică (VLDL) și lipoproteine cu densitate mare (HDL) și servește ca ligand pentru mai mulți receptori de lipoproteine. Cea mai bine studiată variația genetică la APOE locusul rezultă din trei alele comune din populație, E4, E3 și E2, cu frecvențe în populațiile albe de ∼0,15, 0,77 și, respectiv, 0,08 ((40)). Studiile populației arată că nivelul colesterolului plasmatic, al lipoproteinelor cu densitate scăzută-colesterol (LDL-C) și al apolipoproteinei B este cel mai ridicat la subiecții purtători de E4, intermediari la cei cu E3 și mai mici la cei cu alele E2 (40). ). Cu toate acestea, aceste studii au arătat, de asemenea, posibilitatea ca nivelurile mai ridicate de LDL - C observate la subiecții care au alela E4 s-au manifestat în primul rând în prezența unei diete aterogene și au adus în discuție ideea că răspunsul la grăsimi saturate și colesterol din dietă ar putea diferi între indivizi care poartă diferite APOE alele. O astfel de ipoteză a fost testată de mai multe ori în diferite condiții experimentale și aceste constatări au fost revizuite pe larg ((4), (28), (41), (42)).