Nutrigenomica e Nutrigenetica: due facce della stessa medaglia

Il nostro patrimonio genetico ammonta a circa tre miliardi di paia di basi ed è condiviso al 99,9% da tutti gli individui, mentre le residue differenze (circa 3 milioni di basi nucleotidiche) sono costituite per la maggior parte da polimorfismi a singolo nucleotide (SNPs).

I polimorfismi non causano malattie, diversamente dalle mutazioni che hanno invece come conseguenza una ricaduta sul fenotipo clinico. I polimorfismi hanno solo un lieve effetto sulla funzionalità della proteina codificata, ma se associati tra loro possono causare “predisposizione” o “resistenza” in un individuo al rischio di sviluppare alcune malattie, in combinazione a specifiche condizioni ambientali.
Questi polimorfismi rendono ogni individuo unico e spiegano perché non tutti reagiamo in modo identico alle varie sollecitazioni ambientali e nutrizionali, come ad esempio la risposta ad un farmaco, l'eliminazione di tossine o il manifestarsi di una malattia.

Una notevole rilevanza sta assumendo la relazione tra la componente genetica (ruolo di alcuni polimorfismi genetici) e le varie componenti ambientali e nutrizionali, che sono in grado di elevare notevolmente il rischio di sviluppare le patologie più comuni, come il diabete, le malattie cardiovascolari e l’obesità.

La variabilità genetica individuale, determinando come i nutrienti vengono assimilati e metabolizzati, è alla base della peculiarità di ciascuno nel rispondere alle molecole introdotte nell'organismo e, in generale, agli stili alimentari e di vita.

D’altra parte le molecole chimiche contenute nei cibi sono in grado di agire sul genoma, sia direttamente che indirettamente, alterandone l'espressione genica (trascrittoma), proteica (proteasoma) e metabolica (metaboloma).

La Nutrigenetica è un campo di studi finalizzato all’identificazione delle variazioni genetiche nell’uomo responsabili delle 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 stessa.

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 e tecniche biomolecolari in grado di fornire informazioni specifiche, individuali e precoci, rispetto ai tradizionali sistemi diagnostici, sul ruolo preventivo svolto dai nutrienti e dalle interazioni tra questi e alcuni dei nostri geni. In questo modo si approfondiscono 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 tramite i quali la dieta, influenzando l’espressione genica, può esercitare un effetto protettivo.

Le basi concettuali di questa materia innovativa sono riassunte nei seguenti punti:

• 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;
• la dieta può rappresentare un fattore di rischio o uno strumento di prevenzione per le patologie degenerative;
• un intervento nutrizionale basato sulla conoscenza del corredo genetico di ciascun individuo può essere usato per prevenire o curare le patologie.

Mediante 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 infine escreti, è alla base della peculiarità di ciascun individuo nel rispondere alle molecole introdotte nell’organismo e, in generale, agli stili alimentari e di vita.

Oggi è possibile elaborare una nutrizione ritagliata su misura per i geni di ognuno, una dieta che rappresenti una delle misure preventive più efficaci per conservare la salute e prevenire le malattie per le quali vi sia una predisposizione ereditaria. 
Una dieta che dà benefici eccezionali in alcuni individui può non produrre alcun effetto, quindi al di là dei consigli che valgono per tutti (mangiare quantità moderate e mantenere un alimentazione quanto più varia possibile, evitare gli eccessi e le sostanze come additivi o conservanti ecc.) è indispensabile ricercare, in base alla costituzione fisica, discendenza etnica, abitudini di vita e circostanze climatiche, al tipo di lavoro, all’anamnesi familiare, quale sia il tipo migliore di alimentazione per ogni individuo, stabilendo così quali siano i cibi permanentemente più adatti per una salute migliore.

L’altra faccia della medaglia è la Nutrigenomica, una materia che valuta i cambiamenti nell’espressione genica di tutta la cellula 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.

La Nutrigenomica ha lo scopo di determinare e valutare l’influenza dei nutrienti più comuni sull’intero genoma di un individuo, e il modo in cui le diverse molecole nutritive modificano le vie metaboliche e di controllo omeostatico.

Il pattern di risposta a livello di espressione genica, di espessione proteica e di produzioni di metaboliti in un individuo in risposta a un regime nutrizionale specifico può rappresentare quindi una firma alimentare ('dietary signature').

La Nutrigenomica è quindi finalizzata a individuare quei geni che influenzano il rischio di contrarre malattie in base alla dieta e di comprendere i meccanismi che sono alla base di questa predisposizione genetica.

Conoscere tali interazioni ci permetterà di:

• sviluppare una dieta personalizzata
• modificare le raccomdazioni nutrizionali
• definire strategie innovative di politica nutritizionale

La dieta diventa in questo modo un approccio multiparametrico per ottimizzare lo stato di salute, un trattamento di gran lunga più efficace di quello farmacologico, in quanto contiene al suo interno diversi elementi/molecole ognuna capace di regolare più di un processo biologico contemporaneamente.

Si sviluppa quindi un nuovo approccio basato sulla prevenzione e sulla diagnosi genetica. Una corretta e mirata nutrizione unita alla diversità genotipica di ciascun individuo ha chiarito non solo le linee guida per la prevenzione di numerose patologie ma ha permesso lo sviluppo di nuove terapie sperimentali, coadiuvanti la cura e il miglioramento di malattie complesse, quali: malattie metaboliche, malattie neurodegenerative, neoplastiche, danni da stress ossidativo e invecchiamento.

Oggi è possibile, con un test genetico, stabilire in modo individuale quali siano i cibi più sani per ognuno e quelli invece da evitare. Tali test valutano lo stato di alcuni polimorfismi (SNPs) localizzati in quei geni con un ruolo importante nei processi di detossificazione, nel processo infiammatorio, nell’attività antiossidante, nella sensibilità all’insulina, nello stato di salute del cuore e delle ossa.

Tra questi sono i geni coinvolti nel metabolismo dei lipidi (APO A1, APO B, APO E), nell’obesità (ADRA2B, ADRB1, ADRB2, ADRB3, NPY, PPAR-gamma), nel metabolismo dell'Omocisteina (MTHFR, MTR) e nella risposta infiammatoria (Geni IL-1, IL-6, IL-10).

Il polimorfismo del gene MTHFR, ad esempio, è coinvolto nei meccanismi che portano alla produzione di omocisteina, una molecola che, quando è presente in quantità elevata nel sangue, aumenta il rischio di trombosi e di malattie cardiovascolari. Chi ha un certo tipo di variante genica si avvantaggia di diete ricche di acido folico, che riducono l'omocisteina e il rischio di malattie cardiovascolari. Per ovviare a queste problematiche è consigliata una dieta ricca di spinaci, broccoli, bieta, cereali, legumi ed un'adeguata integrazione di acido folico.

Il gene dell'interleuchina-6 (IL-6) codifica per una citochina ad azione pro-infiammatoria, coinvolta nella regolazione della risposta infiammatoria sia acuta che cronica: i polimorfismi che riguardano tale gene rappresentano, ad esempio, un fattore di rischio per l'infarto.

Il test genetico è veramente attendibile se i risultati sono interpretati da un medico esperto in questo campo e permettono di prevenire determinate malattie se si cambia l’alimentazione in modo coerente con i risultati del test. Questo test è ormai diffuso negli Stati Uniti, dove il kit necessario per effettuarlo è venduto persino nei supermercati, mentre in Italia è ancora poco diffuso.

Con questo test “nutrigenomico” è possibile individuare, prima ancora che diano luogo a fenomeni di intolleranza/allergia/malattia gli alimenti da evitare, e scegliere la dieta veramente “tagliata su misura” per ognuno di noi.

Da segnalare la nascita di un consorzio europeo, NuGo (European Nutrigenomics Organisation), che raccoglie e coordina il lavoro di ventitrè laboratori di ricerca internazionali con lo scopo di migliorare e coordinare la futura ricerca nel campo della Nutrigenomica.

Gli obiettivi del consorzio sono quelli di formare nuovi ricercatori nel campo della Nutrigenomica, sviluppare e integrare tecnologie genomiche innovative, nonché creare un centro virtuale d’eccellenza nel campo della Nutrigenomica. Lo scopo finale del NuGo è quello di lavorare sulla nutrizione per poter migliorare lo stato di salute dell’uomo.

Le gravi carenze alimentari di cui soffrono molte persone nel mondo agiscono a livello molecolare e vengono poi trasmesse ai discendenti. Anche in questa direzione la Nutrigenomica può dare contributi importanti per combattere la malnutrizione e i suoi effetti e indirizzare le politiche alimentari dei Paesi sottosviluppati, correlandole ai diversi fabbisogni delle differenti popolazioni.

Infine la Nutrigenomica potrebbe servire per fornire soluzioni nutrizionali utili a combattere le malattie croniche che risultano specifiche per ciascuna popolazione: non appena la nuova dieta Nutrigenomica sarà accessibile, tutti avranno la possibilità di trovare il modello alimentare migliore in base al loro particolare genotipo, migliorando così non solo il proprio aspetto e la forma fisica, ma soprattutto le proprie condizioni di salute.

Naturalmente è importante affidarsi ai consigli di persone esperte per quanto riguarda la realizzazione del test e il tipo di dieta da seguire, tenendo sempre presente che se un alimento non viene inserito tra quelli da prediligere ciò non vuol dire che bisogna evitarlo per sempre, ma semplicemente che è bene consumarlo con moderazione.

Non rimane che aspettare che il modello della dieta nutrigenomica si diffonda anche in Italia.

Quindi “Eat right for your genotype, Eat what your genes want you to eat”.