| Η σπουδαιότητα της διατροφής ως προληπτικό μέσο για μια σειρά από νοσήματα όπως είναι η παχυσαρκία, οι καρδιοπάθειες, ο διαβήτης, και ορισμένα είδη καρκίνου είναι πλέον αποδεδειγμένη. Ταυτόχρονα όμως οδηγεί εύλογα στο ερώτημα «Τελικά εγώ τι πρέπει να τρώω για να μπορέσω να παραμείνω υγιής;». Το ερώτημα αυτό αναδεικνύεται τα τελευταία χρόνια ως μείζονος σημασίας καθώς ολοένα και περισσότερες μελέτες αποκαλύπτουν πολύ μεγάλες διαφορές στον τρόπο απόκρισης στα μικρο και μακροστοιχεία που συνθέτουν τη διατροφή και κατά συνέπεια στον κίνδυνο ανάπτυξης διατροφοεξαρτώμενων νοσημάτων (1). Οι παρατηρήσεις αυτές έχουν οδηγήσει στην ανάγκη ανάπτυξης μιας ακριβούς, εμπεριστατωμένης και πιο εξατομικευμένης διατροφικής παρέμβασης, η οποία είναι γνωστή σήμερα ως Διατροφή Ακριβείας (2).
Η Διατροφή Ακριβείας στοχεύει στην κατανόηση των σύνθετων αλληλεπιδράσεων μεταξύ της διατροφής και γενετικών παραγόντων, του μεταβολισμού, του μικροβιώματος, της φυσικής δραστηριότητας, κοινωνικών και άλλων χαρακτηριστικών συμπεριφοράς και των επιπτώσεων που μπορεί να έχουν στην υγεία. Είναι πλέον σαφές ότι μόνο αν λαμβάνεται υπόψιν η συνεισφορά και η δυναμική αλληλεπίδραση αυτών των παραγόντων, θα είναι δυνατό να αναπτυχθούν στοχευμένες διατροφικές παρεμβάσεις. Η Μοριακή Βιολογία και η Γενετική καλούνται να παίξουν καθοριστικό ρόλο προς αυτή την κατεύθυνση παρέχοντας στον επιστήμονα υγείας μια σειρά από εργαλεία εξατομικευμένων και στοχευμένων λύσεων. Δεν είναι άλλωστε τυχαίο ότι o καθηγητής Francis Collins, ένας από του πρωτεργάτες της αλληλούχισης του ανθρωπίνου γονιδιώματος και Γενικός Διευθυντής των National Institutes of Health (ΝΙΗ), ανέφερε σε πρόσφατη δημοσίευση του στο JAMA ότι η Διατροφή Ακριβείας αποτελεί στρατηγικό στόχο των NIH τη δεκαετία 2020-2030 (3).
Η Γενετική είναι έτοιμη περισσότερο από ποτέ να δώσει απαντήσεις σε κεντρικά ερωτήματα εξατομικευμένης διατροφής (και εξατομικευμένης ιατρικής) και να εκπληρώσει υποσχέσεις που έδωσε πριν από 20 χρόνια. Γιατί; Η απάντηση είναι απλή, και δίνεται σε πρόσφατο άρθρο που δημοσιεύεται στον Economist: η αλληλούχιση του γονιδιώματος του ανθρώπου που πριν από 20 χρόνια κόστισε δισεκατομμύρια δολάρια και τη ενεργή πολύχρονη συμμετοχή πολλών ερευνητικών ομάδων, σήμερα μπορεί να πραγματοποιηθεί με μόλις μερικές εκατοντάδες δολάρια και λίγες ώρες εργασίες σε ένα εργαστήριο γενετικής! Το γεγονός αυτό όχι μόνο δίνει τη δυνατότητα για μελέτες σε μεγάλους πληθυσμούς αλλά και δεν αφήνει αμφιβολία πως σύντομα θα έχουμε πρόσβαση σε ολόκληρη τη γενετική μας πληροφορία (4).
Υπάρχουν κάποιες περιπτώσεις μοναδιαίων γενετικών πολυμορφισμών που μπορούν να αξιοποιηθούν για εξατομικευμένες διατροφικές παρεμβάσεις. Ένα εντυπωσιακό τέτοιο παράδειγμα αποτελεί η χορήγηση συμπληρωμάτων ριβοφλαβίνης που αναδεικνύεται ως πιο αποτελεσματική σε σχέση ακόμα και με αντιϋπερτασικά φάρμακα στη διαχείριση της αρτηριακής πίεσης, αλλά μόνο σε υπερτασικούς ασθενείς που φέρουν συγκεκριμένο πολυμορφισμό στο γονίδιο MTHFR (5).
Μεγαλύτερη όμως επίπτωση έχουν τα γενετικά σκορ που συνδυάζουν δεκάδες πολυμορφισμούς και παρέχουν περισσότερο αξιόπιστη γενετική πληροφορία για τον καλύτερο καθορισμό εξατομικευμένων διατροφικών παρεμβάσεων και την αντιμετώπιση διατροφοεξαρτώμενων νοσημάτων. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί ένα γενετικό σκορ 31 πολυμορφισμών που εξηγεί τη διαφορετική απόκριση στη χορήγηση ωμέγα 3 λιπαρών οξέων για την μείωση των επιπέδων των τριγλυκεριδίων μεταξύ ατόμων. Η γνώση της γενετικής πληροφορίας σε αυτή την περίπτωση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη στόχευση εκείνων που έχουν την μεγαλύτερη πιθανότητα να αποκομίσουν κλινικό όφελος από τα συμπληρώματα ωμέγα 3 λιπαρών οξέων ενώ εκείνα τα άτομα που έχουν την μικρότερη πιθανότητα απόκρισης θα πρέπει να αντιμετωπιστούν διαφορετικά (6). Το θέμα αυτό έχει ιδιαίτερη βαρύτητα στο πλαίσιο της ανάπτυξης και χορήγησης εξατομικευμένων συμπληρωμάτων διατροφής που έχουν ήδη ξεκινήσει να αξιοποιούνται στις ΗΠΑ.
Γενετικά σκορ χρησιμοποιούνται επίσης για τον προσδιορισμό του σχετικού κινδύνου ανάπτυξης νοσημάτων (GRS, genetic risk scores). Για παράδειγμα, άτομα με υψηλό GRS για παχυσαρκία αυξάνουν περισσότερο το βάρος τους σε σχέση με άτομα χαμηλού γενετικού ρίσκου όταν καταναλώνουν τρόφιμα πλούσια σε υδατάνθρακα ή/και σε κορεσμένα λιπαρά (7, 8). Κατά συνέπεια, μια δίαιτα περιορισμένη σε αυτά τα στοιχεία θα μπορούσε να είναι ευεργετική σε άτομα υψηλού ρίσκου για την καλύτερη ρύθμιση του βάρους τους και κατ’ επέκταση την μείωση καρδιομεταβολικού κινδύνου. Το Εργαστήριο Βιολογίας της Ιατρικής Σχολής του ΕΚΠΑ με τους συνεργάτες του αξιοποιούν με επιτυχία τέτοια γενετικά εργαλεία για τον καθορισμό διατροφικών συστάσεων. Ενδεικτικά, σε πρόσφατη εργασία μας δείξαμε ότι άτομα με αυξημένο γενετικό σκορ παχυσαρκίας μπορούν να ρυθμίσουν καλυτέρα το βάρος τους όταν καταναλώνουν 3 με 4 φλιτζάνια καφέ ημερησίως αρκεί να έχουν υψηλό μεταβολισμό καφεΐνης που επίσης καθορίζεται γενετικά. Αν δεν υπάρχει ο κατάλληλος γενετικός συνδυασμός δηλ. υψηλό γενετικό σκορ παχυσαρκίας και πολυμορφισμός που συνδέεται με υψηλό μεταβολισμό καφεΐνης, τότε ο καφές δεν φαίνεται να επηρεάζει τη ρύθμιση του βάρους (9).
Μεγάλο ενδιαφέρον έχει προσελκύσει η κατανομή μακροθρεπτικών στο καθημερινό διαιτολόγιο, δηλαδή το ποσοστό πρωτεΐνης, υδατάνθρακα, και λιπαρών, προκειμένου να επιτευχθούν φυσιολογικοί δείκτες λιπιδαιμίας και γλυκαιμίας/ευαισθησίας στην ινσουλίνη. Για τη διατροφική διαχείριση του Διαβήτη Τύπου 2 (ΔΤ2), ο επιστημονικός οργανισμός Obesity Society προτείνει κατανομή 30% λιπαρών, 15–35% πρωτεΐνη και 45–65% υδατάνθρακα (10). Αντίθετα, η Μεσογειακή δίαιτα, που αποδεδειγμένα δρα προστατευτικά έναντι του ΔΤ2, είναι διατροφή πλούσια σε λιπαρά (~40%) (11), γεγονός που εύλογα οδηγεί στο ερώτημα ποια τελικά είναι η ιδανική κατανομή μακροθρεπτικών για τη βελτίωση των βιοκλινικών δεικτών ασθενών με ΔΤ2. Πρόσφατη μελέτη δείχνει ότι υπέρβαρα άτομα με υψηλό σκορ γενετικής προδιάθεσης για ΔΤ2, όπως αυτό διαμορφώνεται από ένα σκορ 31 πολυμορφισμών, ευνοούνται από δίαιτα υψηλή σε πρωτεΐνη ενώ αντίθετα υπέρβαρα άτομα με χαμηλό γενετικό σκορ κινδύνου βελτιώνουν περισσότερο τους δείκτες γλυκαιμίας/ευαισθησίας στην ινσουλίνη τους ακολουθώντας μια δίαιτα περιορισμένη σε πρωτεΐνη (12). Αυτές οι ενδιαφέρουσες παρατηρήσεις αναδεικνύουν ακόμη περισσότερο τις δυνατότητες που παρέχει η γενετική πληροφορία στη διαμόρφωση εξατομικευμένων διαιτολογίων για τη διαχείριση δεικτών σακχάρου.
Οι δείκτες GRS αποτελούν μόνο την αρχή. Τα τελευταία χρόνια, προκειμένου η Γενετική να ανταποκριθεί πλήρως στην υπόσχεση της για Ιατρική και Διατροφή Ακριβείας, αναπτύσσει ολοένα και πιο ακριβή μοντέλα πρόβλεψης κινδύνου εμφάνισης νοσημάτων, τα λεγόμενα πολυγονιδιακά σκορ κινδύνου (polygenic risk scores). Τα PRS, σε συνδυασμό με εξελιγμένους αλγόριθμους μηχανικής μάθησης μπορούν να χειρίζονται πολυδιάστατα, μεγάλου όγκου δεδομένα ανοίγοντας νέους ορίζοντες για ακριβείς και εξατομικευμένες παρεμβάσεις (13).
Όραμα της ερευνητικής μας ομάδας στο ΕΚΠΑ, όπως αυτό αποτυπώθηκε σε πρόσφατο άρθρο μας στο υψηλού βεληνεκούς περιοδικό Advances in Νutrition, αποτελεί η ανάπτυξη μιας νέας προσέγγισης διατροφής ακριβείας μέσω της σύνθεσης ψηφιακών αντιγράφων του ίδιου μας του εαυτού (digital twins) που θα περιλαμβάνουν τη σε βάθος χρόνου αξιοποίηση γενετικών, βιο-κλινικών και φαινοτυπικών δεδομένων και συνηθειών τρόπου ζωής (14). Η προσπάθεια αυτή έχει ήδη ξεκινήσει με τη συλλογή δεδομένων από εκατοντάδες Έλληνες εθελοντές και την ανάπτυξη αλγόριθμων μηχανικής μάθησης για την ψηφιακή διαχείριση του μεγάλου όγκου δεδομένων που θα προκύψει. |
|
1. BMJ. 2018 Jun 13;361:bmj.k2173
2. Nat Rev Endocrinol. 2020 Jun;16(6):305-320
3. JAMA. 2020 Aug 25;324(8):735-736
4. https://www.economist.com/technology-quarterly/2020/03/12/genomics-took-a-long-time-to-fulfil-its-promise
5. BMC Med. 2020 Nov 11;18(1):318
6. Am J Clin Nutr. 2019 Jan 1;109(1):176-185
7. N Engl J Med. 2012 Oct 11;367(15):1387-96
8. Acad Nutr Diet. 2014 Dec;114(12):1954-66.
9. Int J Obes (Lond). 2021 Sep 25
10. Endocr. Pract. 2013;19(Suppl. 3):1–82
11. Eur. J. Clin. Nutr. 2002;56:796–809
12. Am J Clin Nutr. 2016 Jul;104(1):198-204
13. Nat Commun. 2021 Sep 6;12(1):5276
14. Adv Nutr. 2020 Nov 16;11(6):1405-1413 |