Τσατίρη Μαρία-Αγγελική

 Μπασδάνη Δήμητρα

Στις μέρες μας το κομμάτι της διατροφής αποκτά καθημερινά όλο και περισσότερο έδαφος στις ζωές των ανθρώπων. Έτσι, θα έλεγε κανείς πως η υγιεινή διατροφή εξελίσσεται σε ‘trend’ της εποχής. Ωστόσο, και από την αρχαιότητα ακόμα, οι άνθρωποι είχαν καταλάβει την τεράστια σημασία της διατροφής και τα πολλαπλά οφέλη της στην υγεία. Μάλιστα, ο Ιπποκράτης ήταν ένας από τους πρώτους που αναγνώρισε τις θεραπευτικές ιδιότητες της διατροφής ανοίγοντας το δρόμο στη Διατροφική Ιατρική.

Άσε την τροφή να γίνει το φάρμακό σου και το φάρμακό να γίνει η τροφή σου

~ Ιπποκράτης

Όλο και περισσότεροι άνθρωποι σήμερα προσπαθούν να βελτιώσουν τις διατροφικές τους συνήθειες. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με συμβατικές ‘one size fits–all’ προσεγγίσεις που απευθύνονται σε όλα τα άτομα χωρίς να λαμβάνεται υπόψη το ιδιαίτερο γενετικό προφίλ του καθενός. Αυτού του είδους οι προσεγγίσεις παρουσιάζουν όμως περιορισμένη μόνο βελτίωση. Για αυτό επιτακτική ήταν η ανάγκη ανάπτυξης ενός πιο εξατομικευμένου τρόπου προσέγγισης της διατροφής που θα βασίζεται στη γνώση των ιδιαιτεροτήτων κάθε ατόμου και θα συμβάλλει σε μια πιο σχετική παρέμβαση, δίνοντας περισσότερα κίνητρα στα άτομα να υιοθετήσουν μια βελτιωμένη και κατάλληλα προσαρμοσμένη στις ανάγκες του οργανισμού τους διατροφή. Αυτή η παροχή εξατομικευμένων διατροφικών συμβουλών βασίζεται στην άμεση αλληλεπίδραση της διατροφής με το γονότυπο, δηλαδή το γενετικό υπόβαθρο κάθε ατόμου. Ο κλάδος της επιστήμης που μελετά αυτή την αλληλεπίδραση και τις επιπτώσεις που έχει αυτή στην υγεία των ατόμων ονομάζεται διατροφογονιδιωματική.

Πλέον, μέσα από τη διατροφογονιδιωματική η προσέγγιση της διατροφής γίνεται σε μοριακό επίπεδο καθώς σκοπός της είναι ο εντοπισμός γονιδίων που αυξάνουν τον κίνδυνο εμφάνισης κάποιας ασθένειας, άμεσα συσχετιζόμενης με τη διατροφή, μέσα από μελέτες μεγάλης κλίμακας. Η επιστήμη της διατροφογονιδιωματικής, συγκεκριμένα, βοηθά στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η διατροφή επηρεάζει τα μεταβολικά μονοπάτια και τον έλεγχο της ομοιόστασης, του πως η ρύθμιση διαταράσσεται στις αρχικές φάσεις των ασθενειών που σχετίζονται με τη διατροφή και του βαθμού, στον οποίο συγκεκριμένοι γονότυποι συνεισφέρουν σε αυτές τις ασθένειες. Επίσης είναι σημαντικό να σημειωθεί πως το πεδίο της διατροφογονιδιωματικής έχει αρχίσει να διευρύνεται και περιλαμβάνει και τη μελέτη των θρεπτικών συστατικών που προστατεύουν το γονιδίωμα από βλάβες.

Αξίζει να τονιστεί η διαφορά μεταξύ της διατροφογονιδιωματικής και της διατρογογενετικής, έτσι ώστε να μη συγχέονται οι δύο αυτές έννοιες. Η διατροφογονιδιωματική άπτεται όλων των ειδών των αλληλεπιδράσεων μεταξύ της διατροφής και του γονιδιώματος, οι οποίες μελετώνται με εργαλεία ανάλυσης του γονιδιώματος σε μεγάλη κλίμακα. Η διατροφογενετική αποτελεί κομμάτι της διατροφογονιδιωματικής και εστιάζει στην κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των πολυμορφισμών στο γονιδίωμα και των διατροφικών παραγόντων.

Ισχύει πράγματι η φράση «είμαστε ό,τι τρώμε»; Γιατί τα άτομα αντιδρούν διαφορετικά στα τρόφιμα; Με ποιον τρόπο η διατροφή μου επηρεάζει τα γονίδιά μου; Η διατροφογονιδιωματική έρχεται να απαντήσει σε όλα τα παραπάνω και πολλά ακόμα αναπάντητα ερωτήματα.

Ο κλάδος της διατροφογονιδιωματικής είναι σχετικά πρόσφατος με δεδομένο ότι άρχισε να αναπτύσσεται μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος αλληλούχησης του ανθρώπινου γονιδιώματος και από τότε έχει σημειώσει μεγάλη ανάπτυξη, χάρη στην ανάπτυξη τεχνολογιών μεγάλης κλίμακας που επιτρέπουν την καθολική ανάλυση γονιδιωμάτων σε μικρό χρόνο και με μειωμένο κόστος.

Διάφορα εργαλεία της γονιδιωματικής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μοριακή μελέτη της επίδρασης της διατροφής. Τέτοιου είδους προσέγγιση αποσκοπεί στη ταυτοποίηση γονιδίων που επηρεάζονται από διατροφικά συστατικά με τη χρήση τεχνολογιών σε επίπεδο διατροφογενετικής, μεταγραφήματος, πρωτεώματος, μεταβολώματος και επιγενετικής, καθώς και με τη βοήθεια κατάλληλων εργαλείων βιοπληροφορικής. Με αυτόν τον τρόπο, ταυτοποιούνται τα μεταβολικά μονοπάτια μέσω των οποίων η διατροφή επηρεάζει την ομοιόσταση. Η συνέργεια, αυτή μεταξύ των -omics είναι συχνά παρούσα σε μελέτες, όπως για παράδειγμα σε μια μελέτη όπου έγινε έλεγχος της συσχέτισης των χαμηλών επιπέδων σεληνίου με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του παχέος εντέρου. (Méplan C, Johnson IT, Polley AC et al)

Πολλές είναι οι μελέτες που έχουν αποδείξει τα οφέλη αυτής της εξατομικευμένης προσέγγισης της διατροφής. Μια τέτοια προσπάθεια είναι και αυτή του EU–funded multi–centre Food4Metrial το οποίο προσπάθησε να εξετάσει το κατά πόσο οι εξατομικευμένες διατροφικές συμβουλές βελτιώνουν τις διατροφικές συνήθειες καθώς και κάποιους δείκτες υγείας των ατόμων. Αυτό που παρατηρήθηκε ήταν πως τα άτομα που τρέφονταν σύμφωνα με εξατομικευμένες διατροφικές συμβουλές, ανεξάρτητα από το αν αυτές βασίζονταν σε δεδομένου γονοτύπου , φαινοτύπου ή και των δύο, υιοθετούσαν καλύτερες διατροφικές συνήθειες από αυτά που δέχονταν συμβατικές διατροφικές συμβουλές.

Ο φαινότυπος κάθε ατόμου, δηλαδή το σύνολο των χαρακτηριστικών του, είναι αποτέλεσμα της έκφρασης των γονιδίων του, η οποία με τη σειρά της ελέγχεται μεταξύ άλλων από περιβαλλοντικούς παράγοντες, στους οποίους ανήκει και η διατροφή. Δεν είναι λίγα τα θρεπτικά συστατικά που κατέχουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Ουσιαστικά, τα θρεπτικά συστατικά από τη στιγμή που θα εισέλθουν στον οργανισμό μας παράγουν κατάλληλα σήματα που διαφοροποιούν τη γονιδιακή έκφραση και ρυθμίζουν σημαντικά μεταβολικά μονοπάτια, με αποτέλεσμα να επιδρούν άμεσα στην υγεία των ατόμων. Συνεπώς, η διατροφή, ως ένας από τους πιο βασικούς παράγοντες της καθημερινότητάς μας, μπορεί να αποτρέψει την εκδήλωση χρόνιων και πολυπαραγοντικών νοσημάτων που σχετίζονται με τη διατροφή, ακόμα και όταν το άτομο έχει γενετική προδιάθεση για κάποιο από αυτά. Οι καρδιαγγγειακές παθήσεις, ο διαβήτης τύπου ΙΙ, η παχυσαρκία καθώς και ο καρκίνος αποτελούν μερικά μόνο παραδείγματα πολυπαραγοντικών ασθενειών, ασθενειών δηλαδή που επηρεάζονται τόσο από το γενετικό υπόβαθρο του ατόμου όσο και από το περιβάλλον.

Ας δούμε τώρα λίγο πιο αναλυτικά τι συμβαίνει με την είσοδο της τροφής στον οργανισμό μας. Η τροφή υφίσταται μια διαδικασία διάσπασης και αποδόμησής της στα επιμέρους συστατικά της, τα οποία είναι χρήσιμα για τις διάφορες διεργασίες του οργανισμού μας. Συστατικά της τροφής όπως βιταμίνες ή διάφορα βιοενεργά χημικά μόρια όπως τα φλαβονοειδή ή τα καροτενοειδή, συμμετέχουν σε πολλά μεταβολικά μονοπάτια. Επίσης πολλά βιοχημικά μόρια της τροφής μεταβάλλουν τη γονιδιακή έκφραση άλλοτε άμεσα τροποποιώντας μονοπάτια μεταγωγής σήματος ή την οργάνωση του DNA σε χρωματίνη και άλλοτε έμμεσα με την πρόσδεσή σε μεταγραφικούς παράγοντες, δηλαδή πρωτεΐνες που παίζουν καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση της διαδικασίας της γονιδιακής έκφρασης. Η υπεροικογένεια των πυρηνικών υποδοχέων ορμονών είναι η πιο βασική κατηγορία αισθητήρων διατροφικών συστατικών. Υποδοχείς της οικογένειας αυτής δεσμεύουν διατροφικά συστατικά και μεταβολίτες. Οι υποδοχείς, στη συνέχεια, προσδένονται σε υποκινητές αρκετών γονιδίων, στρατολογούν συνενεργοποιητές και ενεργοποιούν τη μεταγραφή.

Πού οφείλεται όμως αυτή η ποικιλία που παρατηρείται στην ανταπόκριση των ατόμων στα διάφορα τρόφιμα; Όπως έχει γίνει κατανοητό μέσα από την αλληλούχηση ανθρώπινων γονιδιωμάτων, το γονιδίωμα του κάθε ατόμου διαφέρει σε μικρό μεν ποσοστό αλλά ικανό να το διαφοροποιεί από τα υπόλοιπα άτομα, συνιστώντας το γενετικό του αποτύπωμα. Αυτή η διαφοροποίηση οφείλεται στους λεγόμενους πολυμορφισμούς του DNA, δηλαδή τις γενετικές παραλλαγές. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι Μονονουκλεοτιδικοί Πολυμορφισμοί (SNP), δηλαδή παραλλαγές σε μία μόνο βάση του DNA. Αυτές οι γενετικές παραλλαγές αποτελούν το 90% των γενετικών παραλλαγών στον άνθρωπο και ανάλογα με τη θέση τους στο γονιδίωμα οι επιπτώσεις τους μπορεί να κυμαίνονται από μικρές έως πολύ σοβαρές. Για παράδειγμα, αν βρίσκεται σε ένα σημαντικό για τον οργανισμό γονίδιο τότε είναι δυνατόν να οδηγήσουν στην εκδήλωση μιας ασθένειας. Ωστόσο έρευνες στο πεδίο της διατροφογονιδιωματικής έχουν αποδείξει ότι κατάλληλη διατροφή μπορεί να διαφοροποιήσει τις επιπτώσεις που έχει ένα SNP μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο για εκδήλωση της ασθένειας. Εκτός από τους σημειακούς πολυμορφισμούς, στο γονιδίωμα παρατηρούνται και δομικοί πολυμορφισμοί, όπως για παράδειγμα γονιδιακές ελλείψεις, υβριδικά γονίδια ή παραλλαγές στον αριθμό των αντιγράφων των γονιδίων.

Επόμενο βήμα μετά την κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν τη διατροφογονιδιωματική είναι η εφαρμογή της γνώσης, αυτής, για τη βελτίωση της δημόσιας υγείας. Μια προσέγγιση αποτελεί η εφαρμογή της μεταβολομικής για την ανακάλυψη νέων βιομαρτύρων, με σκοπό τη μέτρηση της διαιτητικής πρόσληψης. Τα τρόφιμα συχνά περιέχουν μοναδικούς μεταβολίτες, οι οποίοι έπειτα από μια σειρά μεταβολικών διεργασιών οδηγούν στην απελευθέρωση χαρακτηριστικών μεταβολιτών στα υγρά του σώματος, όπως είναι το αίμα, ο σίελος και τα ούρα, που μπορούν να ανιχνευτούν με κατάλληλες μεθόδους. Δεν εκλείπουν, ωστόσο, οι προκλήσεις, όπως είναι η χημική πολυπλοκότητα των μεταβολιτών, οι πολλαπλές μεταβολές που συμβαίνουν κατά την πέψη και των μεταβολισμό, αλλά και η δυσκολία διάκρισης κάποιων μεταβολιτών από ενδογενείς μεταβολίτες. Παρ’ όλα αυτά, η ανακάλυψη βιομαρτύρων θα μειώσει το κόστος των μετρήσεων της διαιτητικής πρόσληψης, θα αυξήσει την ποιότητα της διαδικασίας, ενώ δίνει τη δυνατότητα δημιουργίας τεστ που θα πραγματοποιούνται από το ίδιο το άτομο στο σπίτι.

Εικόνα 1. Βιομάρτυρες ορισμένων τροφίμων.

Δυστυχώς μέχρι και σήμερα αυτή η εξατομικευμένη προσέγγιση της διατροφής δεν είναι τόσο διαδεδομένη ούτε ευρέως χρησιμοποιούμενη, καθώς λίγοι είναι οι επαγγελματίες υγείας που έχουν ενσωματώσει το κομμάτι της διατροφογονιδιωματικής στις πρακτικές τους. Παρ’ όλα αυτά, η διατροφογονιδιωματική φαίνεται να έχει πολλές προοπτικές στο μέλλον τόσο στην πρόληψη όσο και στην ίαση χρόνιων μεταβολικών νοσημάτων, στηριζόμενη στις μεθόδους της μοριακής βιολογίας και γενετικής.

Συνεπώς, καθώς ζούμε πλέον στην εποχή της Διατροφογονιδιωματικής θα λέγαμε πως μπορεί να μην είμαστε αποκλειστικά αυτό που τρώμε αλλά σίγουρα μπορούμε να προσαρμόσουμε κατάλληλα τη διατροφή μας σε αυτό που είμαστε.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

• Ramos-Lopez O, Milagro FI, Allayee H, et al. Guide for current nutrigenetic, nutrigenomic, and nutriepigenetic approaches for precision nutrition involving the prevention and management of chronic diseases associated with obesity. J Nutrigenet Nutrigenomics. 2017;10(1-2):43-62.

• Pavlidis C, Patrinos GP, Katsila T. Nutrigenomics: a controversy. Appl Transl Genom. 2015;4:50-53.

• Kohlmeier M, De Caterina R, Ferguson LR, et al. Guide and position of the International Society of Nutrigenetics/Nutrigenomics on personalized nutrition: part 2 — ethics, challenges and endeavors of precision nutrition. J Nutrigenet Nutrigenomics. 2016;9(1):28-46

• Ordovas, J.M., et al (2018). Personalised nutrition and health. The British Medical Journal.

• Mead, M.N. (2007). Nutrigenomics – The Genome-Food interface. Environmental Health Perspectives. 115(12), 582-589.

• Mathers, J.C., (2017). Nutrigenomics in the modern era. Proceedings of the Nutrition Society. 76(3), 265-275.

• [3] Ordovas, J.M., et al (2018). Personalised nutrition and health. The British Medical Journal.

• John C. Mathers, ‘Nutrigenomics in the modern era’, Proceedings of the Nutrition Society (2017), 76, 265–275

TrueMed-ForLivingMore

 Τσατίρη Μαρία-Αγγελική

 Μπασδάνη Δήμητρα

Στις μέρες μας το κομμάτι της διατροφής αποκτά καθημερινά όλο και περισσότερο έδαφος στις ζωές των ανθρώπων. Έτσι, θα έλεγε κανείς πως η υγιεινή διατροφή εξελίσσεται σε ‘trend’ της εποχής. Ωστόσο, και από την αρχαιότητα ακόμα, οι άνθρωποι είχαν καταλάβει την τεράστια σημασία της διατροφής και τα πολλαπλά οφέλη της στην υγεία. Μάλιστα, ο Ιπποκράτης ήταν ένας από τους πρώτους που αναγνώρισε τις θεραπευτικές ιδιότητες της διατροφής ανοίγοντας το δρόμο στη Διατροφική Ιατρική.

Άσε την τροφή να γίνει το φάρμακό σου και το φάρμακό να γίνει η τροφή σου

~ Ιπποκράτης

Όλο και περισσότεροι άνθρωποι σήμερα προσπαθούν να βελτιώσουν τις διατροφικές τους συνήθειες. Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με συμβατικές ‘one size fits–all’ προσεγγίσεις που απευθύνονται σε όλα τα άτομα χωρίς να λαμβάνεται υπόψη το ιδιαίτερο γενετικό προφίλ του καθενός. Αυτού του είδους οι προσεγγίσεις παρουσιάζουν όμως περιορισμένη μόνο βελτίωση. Για αυτό επιτακτική ήταν η ανάγκη ανάπτυξης ενός πιο εξατομικευμένου τρόπου προσέγγισης της διατροφής που θα βασίζεται στη γνώση των ιδιαιτεροτήτων κάθε ατόμου και θα συμβάλλει σε μια πιο σχετική παρέμβαση, δίνοντας περισσότερα κίνητρα στα άτομα να υιοθετήσουν μια βελτιωμένη και κατάλληλα προσαρμοσμένη στις ανάγκες του οργανισμού τους διατροφή. Αυτή η παροχή εξατομικευμένων διατροφικών συμβουλών βασίζεται στην άμεση αλληλεπίδραση της διατροφής με το γονότυπο, δηλαδή το γενετικό υπόβαθρο κάθε ατόμου. Ο κλάδος της επιστήμης που μελετά αυτή την αλληλεπίδραση και τις επιπτώσεις που έχει αυτή στην υγεία των ατόμων ονομάζεται διατροφογονιδιωματική.

Πλέον, μέσα από τη διατροφογονιδιωματική η προσέγγιση της διατροφής γίνεται σε μοριακό επίπεδο καθώς σκοπός της είναι ο εντοπισμός γονιδίων που αυξάνουν τον κίνδυνο εμφάνισης κάποιας ασθένειας, άμεσα συσχετιζόμενης με τη διατροφή, μέσα από μελέτες μεγάλης κλίμακας. Η επιστήμη της διατροφογονιδιωματικής, συγκεκριμένα, βοηθά στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η διατροφή επηρεάζει τα μεταβολικά μονοπάτια και τον έλεγχο της ομοιόστασης, του πως η ρύθμιση διαταράσσεται στις αρχικές φάσεις των ασθενειών που σχετίζονται με τη διατροφή και του βαθμού, στον οποίο συγκεκριμένοι γονότυποι συνεισφέρουν σε αυτές τις ασθένειες. Επίσης είναι σημαντικό να σημειωθεί πως το πεδίο της διατροφογονιδιωματικής έχει αρχίσει να διευρύνεται και περιλαμβάνει και τη μελέτη των θρεπτικών συστατικών που προστατεύουν το γονιδίωμα από βλάβες.

Αξίζει να τονιστεί η διαφορά μεταξύ της διατροφογονιδιωματικής και της διατρογογενετικής, έτσι ώστε να μη συγχέονται οι δύο αυτές έννοιες. Η διατροφογονιδιωματική άπτεται όλων των ειδών των αλληλεπιδράσεων μεταξύ της διατροφής και του γονιδιώματος, οι οποίες μελετώνται με εργαλεία ανάλυσης του γονιδιώματος σε μεγάλη κλίμακα. Η διατροφογενετική αποτελεί κομμάτι της διατροφογονιδιωματικής και εστιάζει στην κατανόηση της αλληλεπίδρασης μεταξύ των πολυμορφισμών στο γονιδίωμα και των διατροφικών παραγόντων.

Ισχύει πράγματι η φράση «είμαστε ό,τι τρώμε»; Γιατί τα άτομα αντιδρούν διαφορετικά στα τρόφιμα; Με ποιον τρόπο η διατροφή μου επηρεάζει τα γονίδιά μου; Η διατροφογονιδιωματική έρχεται να απαντήσει σε όλα τα παραπάνω και πολλά ακόμα αναπάντητα ερωτήματα.

Ο κλάδος της διατροφογονιδιωματικής είναι σχετικά πρόσφατος με δεδομένο ότι άρχισε να αναπτύσσεται μετά την ολοκλήρωση του προγράμματος αλληλούχησης του ανθρώπινου γονιδιώματος και από τότε έχει σημειώσει μεγάλη ανάπτυξη, χάρη στην ανάπτυξη τεχνολογιών μεγάλης κλίμακας που επιτρέπουν την καθολική ανάλυση γονιδιωμάτων σε μικρό χρόνο και με μειωμένο κόστος.

Διάφορα εργαλεία της γονιδιωματικής μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη μοριακή μελέτη της επίδρασης της διατροφής. Τέτοιου είδους προσέγγιση αποσκοπεί στη ταυτοποίηση γονιδίων που επηρεάζονται από διατροφικά συστατικά με τη χρήση τεχνολογιών σε επίπεδο διατροφογενετικής, μεταγραφήματος, πρωτεώματος, μεταβολώματος και επιγενετικής, καθώς και με τη βοήθεια κατάλληλων εργαλείων βιοπληροφορικής. Με αυτόν τον τρόπο, ταυτοποιούνται τα μεταβολικά μονοπάτια μέσω των οποίων η διατροφή επηρεάζει την ομοιόσταση. Η συνέργεια, αυτή μεταξύ των -omics είναι συχνά παρούσα σε μελέτες, όπως για παράδειγμα σε μια μελέτη όπου έγινε έλεγχος της συσχέτισης των χαμηλών επιπέδων σεληνίου με αυξημένο κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου του παχέος εντέρου. (Méplan C, Johnson IT, Polley AC et al)

Πολλές είναι οι μελέτες που έχουν αποδείξει τα οφέλη αυτής της εξατομικευμένης προσέγγισης της διατροφής. Μια τέτοια προσπάθεια είναι και αυτή του EU–funded multi–centre Food4Metrial το οποίο προσπάθησε να εξετάσει το κατά πόσο οι εξατομικευμένες διατροφικές συμβουλές βελτιώνουν τις διατροφικές συνήθειες καθώς και κάποιους δείκτες υγείας των ατόμων. Αυτό που παρατηρήθηκε ήταν πως τα άτομα που τρέφονταν σύμφωνα με εξατομικευμένες διατροφικές συμβουλές, ανεξάρτητα από το αν αυτές βασίζονταν σε δεδομένου γονοτύπου , φαινοτύπου ή και των δύο, υιοθετούσαν καλύτερες διατροφικές συνήθειες από αυτά που δέχονταν συμβατικές διατροφικές συμβουλές.

Ο φαινότυπος κάθε ατόμου, δηλαδή το σύνολο των χαρακτηριστικών του, είναι αποτέλεσμα της έκφρασης των γονιδίων του, η οποία με τη σειρά της ελέγχεται μεταξύ άλλων από περιβαλλοντικούς παράγοντες, στους οποίους ανήκει και η διατροφή. Δεν είναι λίγα τα θρεπτικά συστατικά που κατέχουν σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της γονιδιακής έκφρασης. Ουσιαστικά, τα θρεπτικά συστατικά από τη στιγμή που θα εισέλθουν στον οργανισμό μας παράγουν κατάλληλα σήματα που διαφοροποιούν τη γονιδιακή έκφραση και ρυθμίζουν σημαντικά μεταβολικά μονοπάτια, με αποτέλεσμα να επιδρούν άμεσα στην υγεία των ατόμων. Συνεπώς, η διατροφή, ως ένας από τους πιο βασικούς παράγοντες της καθημερινότητάς μας, μπορεί να αποτρέψει την εκδήλωση χρόνιων και πολυπαραγοντικών νοσημάτων που σχετίζονται με τη διατροφή, ακόμα και όταν το άτομο έχει γενετική προδιάθεση για κάποιο από αυτά. Οι καρδιαγγγειακές παθήσεις, ο διαβήτης τύπου ΙΙ, η παχυσαρκία καθώς και ο καρκίνος αποτελούν μερικά μόνο παραδείγματα πολυπαραγοντικών ασθενειών, ασθενειών δηλαδή που επηρεάζονται τόσο από το γενετικό υπόβαθρο του ατόμου όσο και από το περιβάλλον.

Ας δούμε τώρα λίγο πιο αναλυτικά τι συμβαίνει με την είσοδο της τροφής στον οργανισμό μας. Η τροφή υφίσταται μια διαδικασία διάσπασης και αποδόμησής της στα επιμέρους συστατικά της, τα οποία είναι χρήσιμα για τις διάφορες διεργασίες του οργανισμού μας. Συστατικά της τροφής όπως βιταμίνες ή διάφορα βιοενεργά χημικά μόρια όπως τα φλαβονοειδή ή τα καροτενοειδή, συμμετέχουν σε πολλά μεταβολικά μονοπάτια. Επίσης πολλά βιοχημικά μόρια της τροφής μεταβάλλουν τη γονιδιακή έκφραση άλλοτε άμεσα τροποποιώντας μονοπάτια μεταγωγής σήματος ή την οργάνωση του DNA σε χρωματίνη και άλλοτε έμμεσα με την πρόσδεσή σε μεταγραφικούς παράγοντες, δηλαδή πρωτεΐνες που παίζουν καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση της διαδικασίας της γονιδιακής έκφρασης. Η υπεροικογένεια των πυρηνικών υποδοχέων ορμονών είναι η πιο βασική κατηγορία αισθητήρων διατροφικών συστατικών. Υποδοχείς της οικογένειας αυτής δεσμεύουν διατροφικά συστατικά και μεταβολίτες. Οι υποδοχείς, στη συνέχεια, προσδένονται σε υποκινητές αρκετών γονιδίων, στρατολογούν συνενεργοποιητές και ενεργοποιούν τη μεταγραφή.

Πού οφείλεται όμως αυτή η ποικιλία που παρατηρείται στην ανταπόκριση των ατόμων στα διάφορα τρόφιμα; Όπως έχει γίνει κατανοητό μέσα από την αλληλούχηση ανθρώπινων γονιδιωμάτων, το γονιδίωμα του κάθε ατόμου διαφέρει σε μικρό μεν ποσοστό αλλά ικανό να το διαφοροποιεί από τα υπόλοιπα άτομα, συνιστώντας το γενετικό του αποτύπωμα. Αυτή η διαφοροποίηση οφείλεται στους λεγόμενους πολυμορφισμούς του DNA, δηλαδή τις γενετικές παραλλαγές. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι Μονονουκλεοτιδικοί Πολυμορφισμοί (SNP), δηλαδή παραλλαγές σε μία μόνο βάση του DNA. Αυτές οι γενετικές παραλλαγές αποτελούν το 90% των γενετικών παραλλαγών στον άνθρωπο και ανάλογα με τη θέση τους στο γονιδίωμα οι επιπτώσεις τους μπορεί να κυμαίνονται από μικρές έως πολύ σοβαρές. Για παράδειγμα, αν βρίσκεται σε ένα σημαντικό για τον οργανισμό γονίδιο τότε είναι δυνατόν να οδηγήσουν στην εκδήλωση μιας ασθένειας. Ωστόσο έρευνες στο πεδίο της διατροφογονιδιωματικής έχουν αποδείξει ότι κατάλληλη διατροφή μπορεί να διαφοροποιήσει τις επιπτώσεις που έχει ένα SNP μειώνοντας σημαντικά τον κίνδυνο για εκδήλωση της ασθένειας. Εκτός από τους σημειακούς πολυμορφισμούς, στο γονιδίωμα παρατηρούνται και δομικοί πολυμορφισμοί, όπως για παράδειγμα γονιδιακές ελλείψεις, υβριδικά γονίδια ή παραλλαγές στον αριθμό των αντιγράφων των γονιδίων.

Επόμενο βήμα μετά την κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν τη διατροφογονιδιωματική είναι η εφαρμογή της γνώσης, αυτής, για τη βελτίωση της δημόσιας υγείας. Μια προσέγγιση αποτελεί η εφαρμογή της μεταβολομικής για την ανακάλυψη νέων βιομαρτύρων, με σκοπό τη μέτρηση της διαιτητικής πρόσληψης. Τα τρόφιμα συχνά περιέχουν μοναδικούς μεταβολίτες, οι οποίοι έπειτα από μια σειρά μεταβολικών διεργασιών οδηγούν στην απελευθέρωση χαρακτηριστικών μεταβολιτών στα υγρά του σώματος, όπως είναι το αίμα, ο σίελος και τα ούρα, που μπορούν να ανιχνευτούν με κατάλληλες μεθόδους. Δεν εκλείπουν, ωστόσο, οι προκλήσεις, όπως είναι η χημική πολυπλοκότητα των μεταβολιτών, οι πολλαπλές μεταβολές που συμβαίνουν κατά την πέψη και των μεταβολισμό, αλλά και η δυσκολία διάκρισης κάποιων μεταβολιτών από ενδογενείς μεταβολίτες. Παρ’ όλα αυτά, η ανακάλυψη βιομαρτύρων θα μειώσει το κόστος των μετρήσεων της διαιτητικής πρόσληψης, θα αυξήσει την ποιότητα της διαδικασίας, ενώ δίνει τη δυνατότητα δημιουργίας τεστ που θα πραγματοποιούνται από το ίδιο το άτομο στο σπίτι.

Εικόνα 1. Βιομάρτυρες ορισμένων τροφίμων.

Δυστυχώς μέχρι και σήμερα αυτή η εξατομικευμένη προσέγγιση της διατροφής δεν είναι τόσο διαδεδομένη ούτε ευρέως χρησιμοποιούμενη, καθώς λίγοι είναι οι επαγγελματίες υγείας που έχουν ενσωματώσει το κομμάτι της διατροφογονιδιωματικής στις πρακτικές τους. Παρ’ όλα αυτά, η διατροφογονιδιωματική φαίνεται να έχει πολλές προοπτικές στο μέλλον τόσο στην πρόληψη όσο και στην ίαση χρόνιων μεταβολικών νοσημάτων, στηριζόμενη στις μεθόδους της μοριακής βιολογίας και γενετικής.

Συνεπώς, καθώς ζούμε πλέον στην εποχή της Διατροφογονιδιωματικής θα λέγαμε πως μπορεί να μην είμαστε αποκλειστικά αυτό που τρώμε αλλά σίγουρα μπορούμε να προσαρμόσουμε κατάλληλα τη διατροφή μας σε αυτό που είμαστε.

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

• Ramos-Lopez O, Milagro FI, Allayee H, et al. Guide for current nutrigenetic, nutrigenomic, and nutriepigenetic approaches for precision nutrition involving the prevention and management of chronic diseases associated with obesity. J Nutrigenet Nutrigenomics. 2017;10(1-2):43-62.

• Pavlidis C, Patrinos GP, Katsila T. Nutrigenomics: a controversy. Appl Transl Genom. 2015;4:50-53.

• Kohlmeier M, De Caterina R, Ferguson LR, et al. Guide and position of the International Society of Nutrigenetics/Nutrigenomics on personalized nutrition: part 2 — ethics, challenges and endeavors of precision nutrition. J Nutrigenet Nutrigenomics. 2016;9(1):28-46

• Ordovas, J.M., et al (2018). Personalised nutrition and health. The British Medical Journal.

• Mead, M.N. (2007). Nutrigenomics – The Genome-Food interface. Environmental Health Perspectives. 115(12), 582-589.

• Mathers, J.C., (2017). Nutrigenomics in the modern era. Proceedings of the Nutrition Society. 76(3), 265-275.

• [3] Ordovas, J.M., et al (2018). Personalised nutrition and health. The British Medical Journal.

• John C. Mathers, ‘Nutrigenomics in the modern era’, Proceedings of the Nutrition Society (2017), 76, 265–275

TrueMed-ForLivingMore