Proč je to důležité?
Nutrigenomika (známá také jako nutriční genomika) je obecně definována jako vztah mezi živinami, stravou a genovou expresí . Zahájení projektu lidského genomu v 90. letech 20. století a následné mapování sekvenování lidské DNA zahájilo „éru velké vědy“ a odstartovalo obor nutrigenomiky, který známe dnes .
Ačkoli se mnoho z počátečního „humbuku“ kolem nutrigenomiky zatím nenaplnilo, obor zůstává v počátcích a rychle se rozvíjí, přičemž má potenciál položit základy skutečně „personalizovaných přístupů k výživě“ přizpůsobených jednotlivcům . Představuje také etické a regulační výzvy. Kromě toho existuje možnost zneužití osobních údajů a otázka, zda je vhodné provádět screening určitých genetických fenotypových predispozic, pokud neexistuje žádná ověřená „léčba“. Do tématu se proto musí zapojit široké spektrum zúčastněných stran, od vlád přes odborníky na výživu a dietology, praktické lékaře až po vědce zabývající se výzkumem.
Nutrigenomika má takový hypotetický potenciál změnit zdravotní péči, že podle prognózy britského ministerstva zdravotnictví z roku 2003 by se díky lepším znalostem genetiky „léčba, rady ohledně životního stylu a monitorování zaměřené na prevenci nemocí mohly vhodně přizpůsobit každému jednotlivci“. Založení celonárodních organizací, jako je Evropská organizace pro nutrigenomiku (NUGO) a Mezinárodní společnost pro nutrigenomiku & Nutrigenetika, dále posloužilo ke zvýšení infrastruktury a mezinárodní spolupráce v oblasti výzkumu nutrigenomiky. Vzhledem k rostoucí celosvětové zátěži neinfekčními nemocemi souvisejícími s výživou by nutrigenomika mohla pomoci vyvinout udržitelnější přístupy k podpoře změny stravování na úrovni populace, i když překážkou pro převedení výzkumu do politiky a praxe zůstává nedostatek experimentálních studií na lidech .
Jak funguje nutrigenomika?
Kromě vlivu genů na fenotyp (tj. fyzické vyjádření genetických znaků) mohou geny také reagovat na vlivy prostředí – z nichž výživa je jedním z takových vlivů. Mezi klíčové živiny, které stojí za zmínku, patří ty, které se podílejí na jednouhlíkatém cyklu, jako je folát, cholin a vitaminy B2, B6 a B12, a další, jako je vitamin A, který reguluje genovou expresi. Obecnější stravovací vzorce, jako je strava s vysokou zátěží glykemického indexu (GI), byly také spojeny s genovou expresí, například souvislost mezi stravou s vysokým GI a přehnaným polymorfismem genu pro adiponektin, který přispívá k inzulinové rezistenci a diabetu II. typu.
Nutrigenomika jako oblast výzkumu velmi závisí na nedávném vývoji pokročilých technologií, které nám umožňují zpracovávat velké množství dat týkajících se genových variant. Tyto takzvané „-omické“ technologie: genomické, proteomické, metabolomické a transkriptomické, nám umožňují identifikovat a měřit mnoho různých typů molekul současně. To je důležité vzhledem k tomu, že většina chronických onemocnění není způsobena monogenními mutacemi (jako v případě nedostatku leptinu) nebo jednotlivými genetickými vlivy ovlivněnými jedinou dietní expozicí (např. fenylalanin a PKU), ale komplexními interakcemi mezi velmi velkým počtem různých genových variant .
A v tom spočívá jedna z hlavních výzev nutrigenomiky. Složitá biologie člověka ztěžuje mechanistické pochopení toho, jak přesně reagují bioaktivní látky stravy v našem těle. Jak definovat optimální příjem jednotlivých živin pro udržení lidských buněk „genomicky stabilním“ způsobem, zůstává z velké části neznámé. Rozdílné genetické pozadí dále komplikuje předpovídání fenotypů, přičemž někteří jsou k určitým stavům náchylnější než jiní. Například gen APOE má tři různé fenotypy, z nichž každý má jinou pravděpodobnost rizika KVO a všechny reagují odlišně na stravu a faktory životního stylu .
Jaká budoucnost čeká nutrigenomiku?
Přestože v jednotlivých oblastech „omiky“ dochází k pokroku, je nutná účinná integrace, aby bylo možné získat komplexnější fenotypové profily. Nedávný editorial v časopise Genes and Nutrition, který vydala organizace NUGO, zdůraznil význam systémového přístupu v budoucím výzkumu, přičemž k tomu, aby nutrigenomika dosáhla svého plného potenciálu, jsou zapotřebí výzkumné studie na lidech, které by zahrnovaly všechny interakce stravy.
Diskuse kolem relativního vlivu genů na rozvoj chronických onemocnění přetrvává. Profesor Mathers ve své přednášce na konferenci v roce 2017 na toto téma (k dispozici v PNS) uvedl, že navzdory tomu, že bylo identifikováno přibližně 97 genetických lokusů (variant genů), které přispívají k akumulaci tuku, dohromady těchto 97 variant vysvětluje méně než 3 % rozptylu BMI. Ani geny, ani naše strava tedy samy o sobě nemohou zcela vysvětlit, proč jsou někteří lidé náchylní k rozvoji určitých stavů. Exprese genů závisí na složité souhře genetiky s prostředím jedince.
Na otázku personalizované výživy a toho, zda nutrigenomika může pomoci dosáhnout udržitelných individuálních změn ve stravování a životním stylu, se pokusila odpovědět nedávná multicentrická studie Food4Me financovaná EU. Studie, která vyvinula algoritmy integrující informace o stravě, fenotypu a genotypu, naznačila, že personalizované přístupy k výživě mohou přinést větší zdravotní prospěch než dodržování standardních stravovacích doporučení. Je však třeba poznamenat, že nebyl zjištěn žádný významný rozdíl mezi personalizovaným přístupem k výživě založeným na poradenství a personalizovanými přístupy využívajícími genotypové a fenotypové informace .
I přes studie, jako je Food4Me, zatím nejsme ve fázi, kdy by běžná veřejná zdravotní péče zahrnovala personalizovanou výživu nebo nutrigenomiku. Průzkum provedený v roce 2012 ukázal, že zatímco přibližně 80 % praktických lékařů v Řecku bylo ochotno doporučit svým pacientům nutrigenomický přístup, pouze 17 % tak skutečně učinilo.
Při spojení vědních oborů bioinformatiky, výživy, epidemiologie, molekulární biologie a genomiky zbývá ještě mnoho objevit i určit, ale budoucí nutrigenomický výzkum bezpochyby přinese další zajímavé poznatky o výživě i lidském genomu.
Chadwick, R. (2004). Nutrigenomika, individualismus a veřejné zdraví. Sborník Společnosti pro výživu. 63(1), 161-166.
Mathers, J.C., (2017). Nutrigenomika v moderní době. Proceedings of the Nutrition Society. 76(3), 265-275.
Ordovas, J.M., et al (2018). Personalizovaná výživa a zdraví. The British Medical Journal. 361:bmj.k2173.
.
Světová zdravotnická organizace (2014). Global Status Report on noncommunicable diseases (Zpráva o globálním stavu nepřenosných nemocí). Ženeva: WHO Press.
Lampe, J.W., et al (2013). Inter-individual differences in response to dietary intervention: integrating omics platforms towards personalised dietary recommendations [Interindividuální rozdíly v reakci na dietní intervenci: integrace omických platforem směrem k personalizovaným dietním doporučením]. Proceedings of the Nutrition Society. 72(2), 207-218.
Mead, M.N. (2007). Nutrigenomika – rozhraní genomu a potravin. Environmental Health Perspectives. 115(12), 582-589.
Tamtéž.
Ordovas, J.M., et al (2018). Personalizovaná výživa a zdraví. The British Medical Journal. 361:bmj.k2173.