10 Nutriție și gene Funkkolleg 2019-2020

Plăcere, sănătate, afaceri

gene

Autor: Stephanie Pütz

Toată lumea mănâncă diferit - dietă și gene

De ce unii oameni pot mânca munți de dulciuri fără să se îngrășeze, în timp ce alții nu sunt doar periculoși, ci și amenințați cu diabetul? Răspunsul este evident: genele nu numai că ne influențează aspectul, ci și modul în care ne folosim mâncarea.

Dar: cât de mare este influența genelor? Este posibil să optimizați nutriția individuală pentru a promova sănătatea și a preveni bolile? Cel puțin la fel de interesantă este întrebarea cu privire la modul în care dieta determină ce gene sunt de fapt utilizate, adică ce gene sunt activate sau dezactivate. Acest proces de imprimare începe chiar înainte de naștere și în primele câteva luni de viață: comportamentul alimentar al mamei joacă un rol în determinarea dacă mai târziu un copil tinde sau nu să devină supraponderal.

Este această tendință reversibilă? Pot fi „pornite și oprite” genele prin nutriție chiar și la vârsta adultă? Ramura încă foarte tânără a cercetării în nutrigenomică caută legăturile dintre predispoziția genetică și nutriție.

Difuzat ca podcast

Difuzat în hr-iNFO: 25.01.2020, 11:30 a.m.

Material suplimentar

  1. Nutrigenomică
  2. Nutrigenetică
  3. gene de risc selectate pentru supraponderalitate și obezitate
  4. Epigenetica
  5. Studiul Food4me
  6. lectură ulterioară
  7. oameni

1. Nutrigenomică

Nutrigenomica este un domeniu de cercetare care examinează interacțiunea funcțională dintre nutriție și genom și, astfel, reunește domeniile științei nutriționale și genomică funcțională. Este un obiectiv central al nutrigenomicii,

  • diferite efecte ale componentelor alimentare și/sau dietelor asupra variabilității genomului. Aceste constatări trebuie utilizate pentru a determina mai precis riscurile pentru bolile asociate nutriției (nutrigenetică) și pentru a optimiza prevenirea acestora în populații genetic diferite (nutriție personalizată).

Nutrigenomica investighează, de asemenea, efectele nutrienților, vitaminelor și oligoelementelor asupra întregului genom, în special asupra expresiei genelor și controlului epigenetic al acesteia prin metilarea ADN-ului. În acest scop, se utilizează tehnici pentru investigarea la nivelul genomului a expresiei genelor (microarrays ADN), astfel încât să poată fi înregistrate modele complete de expresie și astfel să se poată obține rezultatele biologiei sistemelor. În plus, recent au fost folosite metode analitice moderne (spectrometrie de masă, RMN) și dezvoltate în continuare într-o manieră țintită, pentru a înregistra un model cât mai complet posibil al metaboliților serici (profilarea metaboliților).

Puteți găsi informații suplimentare despre nutrigenomică în anumite boli, dar și aplicații practice și dezvoltări viitoare la https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/s00103-006-0047-z.pdf

2. Nutrigenetica

Domeniul de cercetare interdisciplinară nutrigenomică se ocupă de influența alimentelor și a factorilor nutriționali individuali asupra exprimării anumitor gene și proteine. În schimb, nutrigenetica cuprinde influența variabilității genetice asupra reacției unui individ la factorii alimentari. Aceasta înseamnă că nutrigenetica se ocupă de interacțiunea dintre genotip și dietă și explorează relațiile dintre varianța genetică și efectul acesteia asupra proceselor legate de dietă.

Informații suplimentare pot fi găsite în cartea „Biofuncționalitatea ingredientelor alimentare” de Haller et. în capitolul „3.6. Nutrigenomul și nutrigenetica ca bază a nutriției personalizate "de Hannelore Daniel și Ulla Klein (ISBN: 978-3-642-29373-3)

3. Gene de risc selectate pentru supraponderalitate și obezitate

În cercurile specializate, se consideră că s-a dovedit că, în cazul obezității, adică supraponderalitatea severă sau patologică, pe lângă influențele de mediu, și genetica joacă un rol decisiv. Peste 100 de gene sau variante genetice sunt responsabile pentru a face oamenii din ce în ce mai grei. Cu toate acestea, asta nu înseamnă că cei afectați se pot referi doar la machiajul lor genetic „rău”, explică geneticianul obezității Prof. Dr. Peter Kovacs de la Centrul de Cercetare și Tratament Leipzig pentru Boli ale Obezității din Medicina Universității Leipzig. Cu grupul său de lucru, el încearcă să înțeleagă rolul genelor în obezitate pentru a dezvolta posibilități de terapii și prevenire bazate pe acest lucru.

Geneticienii din Leipzig sunt activi în numeroase consorții internaționale și au fost implicați în descoperirea a numeroase gene în trecut. Au nume precum MC4R, TMEM18, BDNF sau NEGR1. Identificarea așa-numitei gene FTO acum mai bine de zece ani în colaborare cu cercetători din Franța, Islanda, Suedia și Germania a fost deosebit de importantă pentru cercetarea genetică în domeniul obezității. FTO înseamnă „masă grasă și obsesie asociată”. Modificările acestei gene determină în mod direct și imediat masa grasă și obezitatea unei persoane.

Semnalele din creier joacă un rol important în dezvoltarea obezității și a diabetului. O substanță mesager importantă aici este dopamina. Oamenii de știință DZD din Tübingen și München, împreună cu colegii suedezi și americani, au investigat cum funcționează împreună modificările genei FTO cu risc de obezitate și variantele genei pentru receptorul de dopamină D2. Rezultatele lor sugerează că persoanele care au ambele gene modificate prezintă un risc mai mare de a dezvolta obezitate și diabet.

4. Epigenetica

Epigenetica este o nouă disciplină în cadrul geneticii. Ea cercetează proprietățile genelor care apar nu prin ADN-ul în sine, ci prin disponibilitatea acestuia pentru lectură. Informațiile epigenetice sunt transmise de diferite biomolecule care, cum ar fi blocările chimice, refuză sau eliberează accesul la anumite secvențe de ADN și astfel controlează activarea lor. Pe lângă genele în sine, codul epigenetic ne determină și soarta. Poate determina o persoană să dezvolte o boală ereditară, în timp ce gemenii lor identici genetic sunt cruțați. Unele marcaje epigenetice se schimbă într-un ritm zi-noapte, altele rămân permanente și altele sunt transmise generațiilor următoare prin intermediul celulelor germinale. Ce cod epigenetic este stabilit la o persoană și dacă se schimbă în cursul vieții este determinat nu numai de substanțele de semnalizare ale organismului, ci și de obiceiurile alimentare și de alte aspecte ale stilului de viață. DZD examinează importanța factorilor epigenetici în dezvoltarea diabetului și a obezității.

Jenuwein, Thomas: Epigenetica - „Suntem mai mult decât suma genelor noastre”. Societatea Max Planck, anuarul 2013, pp. 4-9. Link: https://www.mpg.de/8236616/jahresbericht_2013.pdf

5. Studiul Food4me

Decodarea completă a genomului uman în 2000 a deschis posibilitatea unei medicamente individualizate, inclusiv o dietă personalizată. În acest timp, a fost creat domeniul „nutrigenomicii”. Acesta examinează relația dintre alimente și expresia genelor. Mulți sperau să poată planifica recomandări dietetice adecvate pe baza profilului genetic al unei persoane. Este nevoie să analizăm în mod cuprinzător oportunitățile și provocările din domeniul nutriției personalizate. Food4Me a reunit un grup internațional de experți. Ar trebui să treacă prin cunoștințele actuale despre nutriția personalizată și să examineze aplicarea recomandărilor nutriționale individualizate. Proiectul Food4Me va examina, de asemenea, atitudinile consumatorilor și va dezvolta noi instrumente științifice pentru implementare. Studiul pe scară largă a dovezii de principiu se desfășoară în 8 centre europene de studiu cu un total de 1300 de participanți.

Rezultat: Studiul Food4Me a examinat de ex. patru grupuri diferite de recomandări dietetice personalizate bazate pe orientări dietetice și parametri fiziologici, clinici sau genetici și nu au evidențiat nicio diferență în pierderea în greutate între nivelurile de personalizare. Până în prezent, nutriția personalizată bazată pe gene nu este încă aplicabilă tratamentului obezității. Cu toate acestea, recomandările dietetice personalizate bazate pe machiajul genetic al unei persoane reprezintă o abordare inovatoare și promițătoare pentru prevenirea și tratarea obezității. În viitor, vor fi necesare studii de intervenție pe oameni pentru a justifica dovezile clinice ale recomandărilor dietetice pe bază de gene.

6. Lecturi suplimentare

Biofuncționalitatea alimentelor, capitolul nutrigenetică de Hannelore Daniel și Ulla Klein, https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-642-29374-0_2

Hans Konrad Biesalksi: Biografia noastră nutrițională. Cei care le cunosc trăiesc mai sănătos. Knaus Verlag, München 2017, pp. 99-105.

7. Oameni

Prof. Dr. Hannelore Daniel

Dna Daniel este nutriționistă germană. Ea lucrează în domeniul biochimiei și fiziologiei nutriției umane, cu accent pe biologia moleculară și celulară a proteinelor de transport de nutrienți și materii străine ale membranei celulare.

Din 1972 până în 1977, doamna Daniel a studiat științele gospodăriei și nutriției la Universitatea din Giessen. A absolvit o diplomă în 1978. A urmat un doctorat în biochimie a nutriției la Universitatea din Gießen și o abilitare în fiziologie și biochimie a nutriției la Universitatea din Gießen. A lucrat ca asistentă de cercetare la Școala de Medicină a Universității din Pittsburgh, SUA și ca profesor pentru biochimie nutrițională la Universitatea Justus Liebig din Giessen. Din 1998 a fost profesor de fiziologie nutrițională la Universitatea Tehnică din München și director al Institutului Central pentru Nutriție și Cercetare Alimentară (ZIEL) la Centrul de Științe Weihenstephan. Este membru al mai multor societăți și comitete științifice și a primit numeroase premii pentru munca sa.

Hannelore Daniel lucrează în domeniul biochimiei și fiziologiei nutriției umane, concentrându-se pe biologia moleculară și celulară a proteinelor de transport al nutrienților și materiilor străine ale membranei celulare. Ea investighează rolul proteinelor de transport ale membranei celulare în absorbția substanțelor nutritive și farmaceutice, precum și efectele nutrienților asupra expresiei genelor, sintezei proteinelor și metabolomului utilizând o gamă largă de metode biologice moleculare și celulare. Pentru a face acest lucru, ea folosește amploarea biologiei și se uită la funcțiile genelor și proteinelor la bacterii, drojdie, nevertebrate, mamifere și oameni. De asemenea, ea efectuează cercetări privind inofensivitatea ingredientelor alimentare, de exemplu în alimentele noi și funcționale. Timp de mulți ani a introdus noi dezvoltări în biochimie, biologie celulară și fiziologie în câmpul ei de lucru și a oferit grupului său o poziție de lider în cercetarea transportatorilor de nutrienți dependenți de protoni și a interacțiunilor genă-nutrienți.

Prof. Dr. Thomas Jenuwein

Domnul Jenuwein a studiat la Universitatea din Erlangen și Universitatea din Heidelberg. A absolvit o diplomă în biologie moleculară. Apoi a lucrat ca doctorat la EMBL din Heidelberg. Din 1993 până în 2001 a fost șef al unui grup de lucru la Institutul de Patologie Moleculară (IMP) din Viena. Din 2002 până în 2008 a lucrat ca om de știință la IMP. Din 2008 este director al departamentului de epigenetică al Institutului Max Planck pentru Imunobiologie și Epigenetică din Freiburg. Interesele sale de cercetare includ cromatina, metilarea histonei-lizină, stabilitatea cromozomilor, reglarea genelor epigenetice, moștenirea tipului de celule, policombul de mamifere și genele Su (var) și dezvoltarea șoarecilor.

Dr. Clarissa Gerhauser

Dna Gerhäuser a studiat farmacie la Universitatea din Würzburg și și-a luat doctoratul în biologie farmaceutică de la Universitatea din München în 1993 (summa cum laude). Din 1993 până în 1996 a lucrat ca postdoc și asistent de cercetare în domeniul chimioprevenției cancerului la Universitatea din Illinois din Chicago. În 1996 s-a mutat la Centrul German de Cercetare a Cancerului (DKFZ) din Heidelberg și în prezent conduce grupul de chimioprevenție și epigenomică a cancerului. Cercetarea sa se concentrează asupra studierii mecanismelor moleculare asociate cancerului de sân și de prostată, cu un accent puternic pe mecanismele epigenetice. A scris peste 100 de articole de cercetare, recenzii și capitole de carte și deține patru brevete. Este, de asemenea, co-editor al unei lucrări de referință cuprinzătoare privind „Chimioprevenția cancerului și a deteriorării ADN-ului din cauza factorilor nutriționali” (Wiley Press, 2009).

Prof. univ. Prof. H.c. Dr. med. habil. Dr. h.c. Berthold Koletzko

Domnul Koletzko este medic pediatru la Dr. Spitalul de Copii von Hauner‘schen al Clinicii Universitare din München. A studiat la Westphalian Wilhelms University din Münster. Abilitarea sa a avut loc la Universitatea Heinrich-Heine din Düsseldorf. A scris o varietate de articole din ziare, capitole de cărți și cărți. Deține, de asemenea, diverse brevete. În prezent, este președinte al Comitetului pentru nutriție al Societății germane de pediatrie, președinte al Fundației pentru nutriția copilului la Academia Europeană de Pediatrie, președinte al Asociației Societăților Internaționale pentru Gastroenterologie Pediatrică, Hepatologie și Nutriție. Interesele sale de cercetare sunt în metabolism și nutriție, precum și originile sănătății și bolilor, metabolomica și epigenetica.

Materialele suplimentare sunt listate în ordinea în care au fost menționate cuvintele cheie în program. Materialele au fost create de: Dr. Sandra Habicht, Jana Roßney