Waarom is het belangrijk?
Nutrigenomics (ook bekend als nutritional genomics) wordt in grote lijnen gedefinieerd als de relatie tussen voedingsstoffen, voeding, en genexpressie. De lancering van het Human Genome Project in de jaren negentig en de daaropvolgende kartering van menselijke DNA-sequenties luidden het ’tijdperk van de grote wetenschap’ in en vormden de aanzet tot het gebied van de nutrigenomica dat we vandaag kennen.
Hoewel veel van de vroege ‘hype’ rond nutrigenomics nog niet tot bloei is gekomen, blijft het gebied ontluikend en snel evoluerend, met het potentieel om de basis te leggen voor een werkelijk ‘gepersonaliseerde voeding’ op maat van individuen. Het brengt ook ethische en regelgevingsuitdagingen met zich mee. Persoonsgegevens kunnen worden misbruikt en daarnaast is het de vraag of het passend is te screenen op bepaalde genetische fenotypische predisposities wanneer er geen bewezen “behandeling” bestaat. Daarom moet een breed spectrum van belanghebbenden zich met dit onderwerp bezighouden, van regeringen tot voedingsdeskundigen en diëtisten, en van huisartsen tot onderzoekswetenschappers.
Zo groot is het hypothetische potentieel van nutrigenomica om de gezondheidszorg te veranderen, dat een whitepaper van het Britse ministerie van Volksgezondheid uit 2003 voorspelde dat met een grotere kennis van de genetica “behandeling, levensstijladvies en monitoring gericht op ziektepreventie dan op maat gemaakt zouden kunnen worden voor elk individu”. De oprichting van pan-nationale organisaties zoals de European Nutrigenomics Organisation (NUGO) en de International Society for Nutrigenomics & Nutrigenetics hebben de infrastructuur en de internationale samenwerking rond het nutrigenomics-onderzoek verder bevorderd. Gezien de toenemende mondiale last van voedingsgerelateerde niet-overdraagbare ziekten zou nutrigenomics kunnen helpen bij de ontwikkeling van duurzamere benaderingen voor het aanmoedigen van voedingsverandering op bevolkingsniveau, hoewel een gebrek aan experimentele proeven op mensen een belemmering blijft voor het vertalen van onderzoek in beleid en praktijk.
Hoe werkt nutrigenomics?
Naast het effect van genen op het fenotype (d.w.z. de fysieke expressie van genetische eigenschappen) kunnen genen ook reageren op milieu-invloeden – waarvan voeding er één is. Belangrijke voedingsstoffen zijn onder meer die welke betrokken zijn bij de één-koolstofcyclus, zoals folaat, choline en de vitamines B2, B6 en B12, en andere zoals vitamine A, die de genexpressie regelt. Meer algemene voedingspatronen zoals diëten met een hoge Glycemische Index (GI)-belasting zijn ook in verband gebracht met genexpressie, bijvoorbeeld het verband tussen een hoog GI-dieet en overdreven polymorfisme van het Adiponectine-gen, dat bijdraagt tot insulineresistentie en diabetes type II.
Nutrigenomics als onderzoeksgebied is sterk afhankelijk van de recente ontwikkeling van geavanceerde technologieën die ons in staat stellen een grote hoeveelheid gegevens met betrekking tot genvarianten te verwerken. Deze zogenaamde “-omic” technologieën: genomic, proteomic, metabolomic en transcriptomic, stellen ons in staat veel verschillende soorten moleculen tegelijk te identificeren en te meten. Dit is belangrijk aangezien de meeste chronische ziekten niet worden veroorzaakt door monogene mutaties (zoals in het geval van leptinedeficiëntie) of enkelvoudige genetische effecten die worden beïnvloed door één enkele blootstelling via de voeding (zoals fenylalanine en PKU), maar door complexe interacties tussen een zeer groot aantal verschillende genvarianten.
En hierin ligt een van de grootste uitdagingen van nutrigenomics. De complexe biologie van de mens maakt het moeilijk om een mechanistisch inzicht te krijgen in de precieze wijze waarop de bio-actieve stoffen in onze voeding in ons lichaam reageren. Hoe de optimale inname van individuele voedingsstoffen voor het behoud van menselijke cellen op een “genomisch stabiele” manier kan worden bepaald, blijft grotendeels onbekend. Uiteenlopende genetische achtergronden bemoeilijken de voorspelling van fenotypes nog, waarbij sommigen gevoeliger zijn voor bepaalde aandoeningen dan anderen. Het APOE-gen bijvoorbeeld heeft drie verschillende fenotypes, elk met een verschillende kans op CVD-risico, en ze reageren allemaal anders op voeding en levensstijlfactoren.
Wat heeft de toekomst in petto voor nutrigenomics?
Hoewel er vooruitgang wordt geboekt op elk van de afzonderlijke ‘omics’-gebieden, is er een doeltreffende integratie vereist om meer omvattende fenotypische profielen te kunnen verstrekken. Een recent redactioneel artikel in Genes and Nutrition door NUGO, benadrukte het belang van een systeembenadering in toekomstig onderzoek, met menselijke onderzoeken die de totaliteit van voedingsinteracties omvatten, die nodig zijn om nutrigenomics zijn volledige potentieel te laten bereiken.
Debat blijft rond de relatieve impact van genen op de ontwikkeling van chronische ziekte. In Professor Mathers’ 2017 conference talk over het onderwerp (beschikbaar in PNS), merkte hij op dat ondanks zo’n 97 genetische loci (genvarianten) waarvan is vastgesteld dat ze bijdragen aan vetophoping, de 97 varianten samen minder dan 3% van de BMI-variantie verklaren. Noch genen, noch onze voeding alleen kunnen dus volledig verklaren waarom sommigen voorbestemd zijn om bepaalde aandoeningen te ontwikkelen. Genexpressie is afhankelijk van een complexe wisselwerking tussen genetica en de omgeving van een individu.
Over gepersonaliseerde voeding en de vraag of nutrigenomics kan helpen bij het bewerkstelligen van duurzame individuele veranderingen in dieet en levensstijl, heeft de recente, door de EU gefinancierde trial met meerdere centra, Food4Me, getracht enkele van deze vragen te beantwoorden. De proef, waarbij algoritmen werden ontwikkeld die informatie over voeding, fenotype en genotype integreerden, suggereerde dat een gepersonaliseerde voedingsaanpak een grotere gezondheidswinst kan opleveren dan het volgen van standaard voedingsrichtsnoeren. Er moet echter worden opgemerkt dat er geen significant verschil werd gevonden tussen een gepersonaliseerde voedingsbenadering op basis van counseling en gepersonaliseerde benaderingen op basis van genotypische en fenotypische informatie.
Ondanks proeven zoals Food4Me zijn we nog niet in het stadium waarin de routinematige openbare gezondheidszorg gepersonaliseerde voeding of nutrigenomica omvat. Uit een in 2012 gehouden enquête bleek dat 80% van de gezondheidswerkers in Griekenland bereid was hun patiënten een nutrigenomische aanpak aan te bevelen, maar dat slechts 17% dit ook daadwerkelijk had gedaan.
In het samenbrengen van de wetenschap van bio-informatica, voeding, epidemiologie, moleculaire biologie en genomica moet nog veel worden ontdekt en bepaald, maar toekomstig nutrigenomics-onderzoek zal ongetwijfeld verdere intrigerende inzichten verschaffen in zowel de voedingswetenschap als het menselijk genoom.
Chadwick, R. (2004). Nutrigenomics, individualisme en volksgezondheid. Proceedings of the Nutrition Society. 63(1), 161-166.
Mathers, J.C., (2017). Nutrigenomics in het moderne tijdperk. Proceedings of the Nutrition Society. 76(3), 265-275.
Ordovas, J.M., et al (2018). Gepersonaliseerde voeding en gezondheid. The British Medical Journal. 361:bmj.k2173.
De Wereldgezondheidsorganisatie (2014). Global Status Report over niet-overdraagbare ziekten. Genève: WHO Press.
Lampe, J.W., et al (2013). Inter-individuele verschillen in respons op voedingsinterventie: integratie van omics-platforms naar gepersonaliseerde voedingsaanbevelingen. Proceedings of the Nutrition Society. 72(2), 207-218.
Mead, M.N. (2007). Nutrigenomics – The Genome-Food interface. Environmental Health Perspectives. 115(12), 582-589.
Ibid.
Ordovas, J.M., et al (2018). Gepersonaliseerde voeding en gezondheid. The British Medical Journal. 361:bmj.k2173.