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Screening di polimorfismi
genetici associati al metabolismo dei nutrienti
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La nutrigenetica
Le scoperte più recenti sul
genoma umano ci forniscono gli strumenti e le basi per comprendere i meccanismi
molecolari attraverso i quali singoli geni, o loro combinazioni, rispondono ai
cambiamenti nella dieta e nello stile di vita (esposizione al fumo di sigaretta,
consumo di alcol ecc.), rendendo un individuo particolarmente sensibile a
contrarre un certo tipo di patologia e di far luce sui meccanismi tramite i
quali la dieta, influenzando l’espressione genica, può esercitare un effetto
protettivo. In definitiva le potenzialità offerte da questo nuovo approccio ci
introducono in una nuova era della scienza della nutrizione, la nutrigenetica.
La nutrigenetica riguarda l’identificazione delle
variazioni genetiche nell’uomo che causano differenze nella risposta
fenotipica alle molecole introdotte con la dieta, con l’obiettivo di valutare
i rischi e i benefici per l’individuo di determinate componenti della dieta.
In termini pratici, con la nutrigenetica è possibile sviluppare una nutrizione
personalizzata alla costituzione genetica dell’individuo, tenendo conto della
variabilità dei geni coinvolti nel metabolismo del nutriente e del suo
bersaglio.
La nutrigenetica può avvalersi di potenti strumenti in
grado di fornire informazioni specifiche, individuali e precoci, rispetto ai
tradizionali sistemi diagnostici, sul ruolo preventivo svolto dai nutrienti.
Sono state messe a punto tecniche bio-molecolari per caratterizzare i geni e
chiarire le interazioni tra questi e i nutrienti.
Le basi concettuali di questa nuova branca possono essere
riassunte nei seguenti punti:
Ø
i composti introdotti con la dieta possono esercitare a livello
del genoma umano effetti diretti o indiretti, alterando l’espressione e/o la
struttura dei geni;
Ø
la dieta può rappresentare un fattore di rischio o uno strumento
di prevenzione per le patologie degenerative;
Ø
il grado in cui la dieta può influenzare il bilancio
salute/malattia dipende dal corredo genetico di ciascun individuo;
Ø
un intervento nutrizionale basato sulla conoscenza del genotipo e
dello stato di nutrizione dell’individuo può essere usato per prevenire o
curare le patologie.
La medicina predittiva
Il progetto genoma umano ha consegnato
alla comunità scientifica internazionale una sequenza genetica di tre miliardi
di paia di basi condivisa al 99,9% da tutti gli individui. Le differenze fra
individui sono costituite per la maggior parte da polimorfismi nucleotidici, ovvero cambiamenti di una singola
base nel DNA.
In campo medico, le nuove conoscenze sul Genoma Umano hanno
permesso il consolidarsi di una nuova dimensione molecolare della medicina, in
particolare di un settore definito come “Medicina Predittiva”, ovvero una
medicina, che basandosi sulle informazioni ricavabili dalla costituzione
genetica di un individuo, possa anticipare una stima del rischio di quest’ultimo
di sviluppare una determinata patologia durante il corso della vita.
L’interesse per la componente
genetica della suscettibilità a malattie complesse sta assumendo sempre più
importanza nella medicina moderna, in quanto si sta mettendo in evidenza il
ruolo di alcuni polimorfismi genetici relativamente comuni, ma che se associati
tra loro e combinati con specifiche componenti ambientali, possono elevare
notevolmente il rischio di sviluppare patologie diffuse nella società
industriale.
La nutrizione
personalizzata
Con la nutrigenetica, il concetto di medicina «personalizzata» viene
esteso all’area della nutrizione. La variabilità genetica individuale,
determinando come i nutrienti vengono assimilati, metabolizzati, accumulati e in
fine escreti, è alla base della peculiarità di ciascuno nel rispondere alle
molecole introdotte nell’organismo e, in generale, agli stili alimentari e di
vita.
Senza dubbio però la più
affascinante delle opportunità che si aprono nel campo della nutrigenetica
è lo sviluppo, partendo dalle differenze genetiche individuali, di una «nutrizione
personalizzata», allo scopo di ottenere una effettiva terapia dietetica «salutare»
in grado di prevenire o ritardare l’insorgenza di patologie correlate
all’alimentazione, per singoli individui o per particolari sottogruppi.
Interazione gene-dieta
Il concetto che le conoscenze sulle richieste nutrizionali, lo stato di
nutrizione e il genotipo di un individuo o di un sottogruppo di popolazione
possano essere usate per la prevenzione e la cura di alcune patologie risulta di
facile e immediata comprensione per quanto riguarda situazioni come le carenze
nutrizionali, ma certamente meno ovvio per un gruppo di circa 50 malattie
genetiche umane causate dalla presenza di varianti in geni che codificano per
enzimi coinvolti in specifiche vie metaboliche. Ciascuno dei nostri geni
possiede circa 10 differenze nel suo «codice» rispetto al «gene standard»,
queste deviazioni vengono chiamate «polimorfismi » (SNPs= single gene
polymorphisms) e le varianti che ne conseguono «alleli». È ovvio che,
vista la relativa alta frequenza con cui tali mutazioni ricorrono nel genoma,
non tutti i polimorfismi causano gravi implicazioni per la salute, la maggior
parte di essi esibisce invece solo un lieve effetto sulla funzionalità della
proteina per cui codifica. Le differenze individuali che ne risultano possono
spiegare perché non tutti reagiamo in modo identico alle varie sollecitazioni e
la nutrigenomica descrive appunto i cambiamenti nell’espressione genica in
seguito a uno specifico intervento nutrizionale. Le molecole che introduciamo
con la dieta possono modulare aspetti specifici della fisiologia cellulare,
agendo da ligandi per i recettori dei fattori di trascrizione, alterando le
concentrazioni di substrati e metaboliti e, tramite interazioni a livello degli
acidi nucleici, influenzando specifiche vie di traduzione del segnale.
Il test genetico
Il test si basa sull’analisi di 50
polimorfismi genetici, localizzati su 36 geni, che esercitano un importante
ruolo nei processi di detossificazione, nel processo infiammatorio,
nell’attività antiossidante, nella sensibilità all’insulina, nello stato
di salute del cuore e delle ossa.
Elenco dei geni investigati e delle
varianti genetiche studiate
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Gene
analizzato
|
Varianti
genetiche studiate
|
Ruolo
del gene nell’insorgenza delle patologie cardiovascolari
|
|
APOA1
|
-75
G>A
|
METABOLISMO
DEI LIPIDI
|
|
Apo B
|
R3500Q
|
|
APOC3
|
C3175G
|
|
T3206G
|
|
APO E
|
Cys112Arg
|
|
Arg158Cys
|
|
CETP
|
G279A
|
|
G1533A
|
|
GJA4
(CX37)
|
Pro319Ser
|
|
HMGCR
|
-911
C-A
|
|
LPL
|
C1595G
|
|
MMP3
|
-1171
5A>6A
|
|
NOS3
|
-786
T>C
|
|
Glu298Asp
|
|
VNTR
introne 4
|
|
PON1
|
Gln192Arg
|
|
SREBF2
|
Gly595Ala
|
|
ADRA2B
|
Ins>Del Codon
299
|
METABOLISMO
E OBESITA’
|
|
ADRB1
|
Gly389Arg
|
|
ADRB2
|
Gly16Arg
|
|
Gln27Glu
|
|
ADRB3
|
Trp64Arg
|
|
NPY
|
Leu7Pro
|
|
PPARG
|
Pro12Ala
|
|
CBS
|
C699T
|
Metabolismo
dell’Omocisteina
|
|
T1080C
|
|
MTHFR
|
C677T
|
|
A1298C
|
|
MTR
|
A2756G
|
|
MTRR
|
A66G
|
|
ACT
|
-51
G-T
|
Risposta infiammatoria
|
|
IL-1B
|
-511
C-T
|
|
IL-6
|
G-634C
|
|
G-174C
|
|
IL-10
|
G-1082°
|
|
TNFα
|
-308
G-A
|
|
MnSOD
|
C(-28)T
|
Attività
antiossidante E DETOSSIFICAZIONE
|
|
T175C
|
|
SOD3
|
C760G
|
|
GSTP1
|
I105V
|
|
A114V
|
|
GSTM1
|
delezione
del gene
|
|
GSTT1
|
delezione
del gene
|
|
VDR
|
Fok1 (ATG
®ACG
codon 1)
|
metabolismo osseo e osteoporosi
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|
BsmI
(A-G introne 8)
|
|
TaqI
(T-C esone 9)
|
|
COLIA1
|
Intr. 1 2046
G-T
|
|
CTR
|
Pro463Leu
|
|
ESR1
|
PvuII
(IVS1-397 T/C)
|
|
XbaI
(IVS1-351 A/G)
|