Migliori biomarcatori per la salute e l’alimentazione
La dieta, gli alimenti e i componenti degli alimenti sono fattori ambientali primari che influenzano il trascrittoma, il proteoma e il metaboloma. Questa interazione che dura tutta la vita definisce in gran parte la salute o lo stato di malattia di un individuo. La capacità del corpo di adattarsi ad alterazioni delle condizioni alimentari si chiama flessibilità fenotipica ed è la chiave per mantenere l’omeostasi generale e di conseguenza la salute e un invecchiamento sano. Dato che la salute può essere definita come la capacità di adattarsi a fattori di stress quotidiani, sono necessari nuovi biomarcatori per quantificare la capacità del corpo di assorbire in modo adeguato una varietà di perturbazioni e recuperare l’omeostasi. Di conseguenza, i biomarcatori non dovrebbero quantificare l’omeostasi in sé ma piuttosto la curva di risposta allo stress dopo una tale perturbazione, è cioé importante quantificare l’abilità di adattarsi. Il progetto NUTRITECH, finanziato dall’UE, ha usato tecnologie all’avanguardia come genomica, trascrittomica, proteomica, metabolomica e la crittometria laser a scansione per misurare l’omeostasi e la flessibilità fenotipica. Ampliare il concetto di flessibilità metabolica Finora la ricerca alimentare si è concentrata in gran parte sulla determinazione degli effetti dei componenti nutrienti e non nutrienti degli alimenti e sull’espressione di geni e proteine sui risultati metabolici. NUTRITECH ha sviluppato le basi della tradizionale ricerca alimentare usando metodi analitici all’avangardia per valutare in modo completo il rapporto dieta-salute. I ricercatori hanno quantificato l’effetto della dieta sulla flessibilità fenotipica, basata sulla flessibilità metabolica. NUTRITECH però ha ampliato la nozione di flessibilità a tutti i processi fisiologici alla sua base e i meccanismi cellulari e genetici coinvolti nell’assorbimento di sfide metaboliche che sono essenziali per mantenere una salute metabolica e infiammatoria ottimale. “I biomarcatori sono quindi un elemento di riferimento dei meccanismi che mantengono risposte allo stress ottimali dopo una sfida metabolica/calorica,” dice il coordinatore del progetto, Ben van Ommen. L’obiettivo era mostrare che l’uso di restrizioni caloriche come intervento dovrebbe dimostrare un cambiamento della flessibilità fenotipica. Sulla base di questo, i ricercatori hanno condotto uno studio dettagliato di intervento alimentare su 72 volontari il cui obiettivo era ridurre l’assunzione di cibo del 20 % per un periodo di 12 settimane. La flessibilità fenotipica è stata misurata applicando una sfida alimentare che conteneva alti livelli di carboidrati, grassi e proteine. I profili di risposta di numerosi biomarcatori classici e nuovi sono stati poi valutati lungo un periodo di diverse ore dopo aver consumato i pasti. Gli scienziati hanno ottenuto importanti informazioni sullo stato di flessibilità di intestino, pancreas, fegato, certi muscoli e tessuto adiposo applicando un normale test di tolleranza al glucosio e quantificando la risposta di insulina e centinaia di altri metaboliti e proteine. Il progetto si è concentrato anche sul mantenimento dell’integrità del DNA in stress ossidativo, sviluppando nuovi metodi per misurare il mantenimento dell’integrità del genoma, che ha studiato quanto bene i partecipanti possono salvaguardare il DNA nel genoma. È stato creato anche un protocollo di citometria laser a scansione per segnare i micronuclei e identificare il danno ai cromosomi e il fuso mitotico. Un approccio alimentare personalizzato I volontari hanno reagito in modo diverso allo stesso trattamento a causa delle differenze del contesto genetico, della composizione del corpo e delle abitudini alimentari. Per esempio, i dati ottenuti con la risonanza magnetica hanno mostrato che il contenuto e la distribuzione del grasso erano diversi tra partecipanti maschi e femmine. Ciò ha permesso a NUTRITECH di misurare con precisione come le persone reagiscono in modo diverso dinanzi a identiche variazioni dietetiche, utilizzando una mappa biochimica dell’omeostasi. “I risultati suggeriscono che un approccio preciso e personale è importante quando si verificano gli effetti per la salute,” dice Ommen. I biomarcatori della flessibilità fenotipica hanno suscitato un notevole interesse nell’industria alimentare. NUTRITECH ha dato origine anche al lancio di un altro progetto che ha coinvolto cinque rinomate aziende alimentari. Entrambi i progetti si propongono di sfruttare i risultati dello studio di intervento di NUTRITECH adottando un approccio alimentare più personalizzato in un prossimo studio di intervento.
Parole chiave
NUTRITECH, biomarcatori, flessibilità fenotipica, omeostasi, studio di intervento
