03/11/2014
La nutrigenomica: un approccio
prevenzione
delle
patologie
degenerative non trasmissibili
Laura Di Renzo, PhD
Sezione di Nutrizione Clinica e Nutrigenomica
Dipartimento di Biomedicina e Prevenzione
Università degli studi di Roma Tor Vergata
per la
cronico
03/11/2014
IL CONCETTO DI MEDICINA DELLE 4 P
• A tal fine è importante l’introduzione nel mondo della Medicina del
concetto di Medicina delle 4 P.
• La Medicina delle 4 P promuove una visione globale, integrativa e
dinamica della Medicina, che comprende oltre agli aspetti clinici anche
quelli sociali.
• I suoi principali obiettivi sono quantificare il benessere e
“demistificare” la malattia.
Impiego di biomarcatori diagnostici per predire il
rischio o effettuare diagnosi precoce di malattia,
nonché prevedere la risposta al trattamento.
Attuazione di strategie di prevenzione mirate e
quindi più efficaci, volte a ridurre la probabilità
di malattia e disabilità.
Le 4 “P”
Raccolta e integrazione di informazioni
dettagliate sull’individuo per personalizzare
ogni intervento di cura e prevenzione.
Coinvolgimento dei singoli con una completa
e trasparente informazione in modo da
permettere scelte consapevoli e partecipate.
03/11/2014
NUTRIGENETICA
Studio dell’effetto della predisposizione
genetica individuale sulla risposta
ai componenti della dieta
1. Anamnesi
2. Analisi
antropometriche
3. Analisi
biochimico
cliniche
4. Analisi
genetica
5. Valutazione
dello stato
nutrizionale
NUTRIGENOMICA
Studio della risposta dell’organismo
ai componenti della dieta
03/11/2014
The Search for Obesity Susceptibility Genes
“I found one! I found one!”
Kenneth M. Weiss & Joseph D. Terwilliger
nature genetics • volume 26 • October 2000
Candidate Genes and Single Gene Disorders:
Chromosomal Location
Image adapted from:
Loos, R. J. and C. Bouchard (2003). J Intern Med 254(5): 401-25.
03/11/2014
Importanza degli
alimenti e della
risposta a questi
dell’organismo
Tuttoscienze-La Stampa
18/12/2013
03/11/2014
2009 by American Association for Cancer Research
Impossibile v isualizzare l'immagine.
T. ADIPOSO
T.OSSEO
T.MUSCOLARE
Confavreux ., Levin R.L, Karsenty G., A paradigme of phisiology, the crosstalk between bone and energy metabolism. Mol Cell Endocrinol.
2009
03/11/2014
Sezione di Nutrzione clinica e nutrigenomica
ERS1
XbaI
(IVS1 –351 A/G)
LIVELLO III
(genetico)
IR-S1
G972R
GLUT4
rs5435
MTHFR
677C/T
RANK-L
-290C/T
OPG
1181G/C
INFLAMMOSOMA
METILAZIONE
STRESS OSSIDATIVO
SOD-2
-28C/T
miRNA
Leptina
Albumina
Prealbumina
VES
Fibrinogeno
α1glicoproteina acida
AST
ALT
γGT
LDL
ossidate
Emocromo
Glicemia
Colesterolo
totale
Vit. B12
Insulina
PCR
Sindrome
metabolica
Osteoporosi
ISTONI
DEACETILASI
DRUG METABOLISM
IL-6
-174G/C
Vit. B6
Vit. D
LIVELLO V
(epigenetico)
TNF-α APO-B
-308G/A R3500Q
MTHFR
1298A/C
Acido folico
Omocisteina
LIVELLO IV
(genomico)
CYP1A2
-163A/C
PPARγ
ProAla (12)
VDR
T/C (Taq1)
ERS2
1730A/G
APO-A1
-75G/A
CETP
G279A
FTO
A/T
P53
215G/C
ERS1
PvuII
(IVS1 –397 T/C)
LIVELLO II
(biochimico‐clinico)
LEP
313C/T
HDL
TGL
Creatinina
Ferritina
Transferrina
Sideremia
LDL
Lipossigenasi
Cachessia
Sarcopenia
Diabete
LIVELLO I
(fisio‐
patologico)
Stress
ossidativo
Osteopenia
Malattie
cardiovascolari
Infiammazione
PANCREAS
MUSCOLO
GRASSO
FEGATO
OSSO
• Peso (Kg)
• Statura (cm)
• BMI ( kg/m2)
• Vita (cm)
• Fianchi (cm)
• V/F
CUORE
RENE
• Massa grassa (Kg)
• Massa magra (Kg)
• Contenuto minerale osseo (Kg)
Polimorfismi genetici
Espressione genica
03/11/2014
Inflammation Health
• “Analyzes six of your genes that may play an important role in determining how your body manages inflammation”
• “..assesses four key diet and lifestyle action areas”
Bone Health
• “Analyzes four of your genes that may play an important role in determining how your body manages overall bone health
• “..assesses seven key diet and lifestyle action areas”
03/11/2014
METABOLICALLY HEALTHY BUT OBESE WOMEN (MHO)
03/11/2014
03/11/2014
Normal weight
NWO
Preobese-obese
03/11/2014
03/11/2014
Cytokine
Control
IL-1 α
14.8 ± 1.8a
26.9 ± 4.5b
29.8 ± 5.3b
IL-1 β
5.0 ± 2.6a
15.0 ± 3.1b
19.0 ± 4.1b
IL-2
12.3 ± 1.5a
14.7 ± 3.6a
IL-6
5.950 ±
2.28a
IL-8
0.9 ± 0.2a
IL-10
0.8a
3.4 ±
NWO
11.42 ±1.77
16.6 ± 3.9a
b
2.39 ± 0.62b
3.83 ±
Preobese-Obese
1.3a
13.68 ± 2.29b
2.0 ± 0.7b
4.7 ± 1.9a
IL-12p70
14.2 ± 2.2a
19.1 ± 3.7a
32.96 ± 4.6b
TNF α
20.10 ±
4.95a
42.77 ± 10.54b
56.37 ± 11.77b
INF- γ
17.7 ± 4.8a
25.3 ± 5.3a
39.93 ± 6.1b
03/11/2014
Sarcopenia
Roubenoff, 2003
INDICI DI SARCOPENIA
Indice di massa muscolare appendicolare (ASMMI)
ASMMI= (Massa Muscolare Gambe+Massa Muscolare Braccia)/statura (m2)
Uomini <7.59 kg/m2
Donne< 5.47 kg/m2
Indice di massa cellulare metabolicamente attiva (BCMI)
BCM=Massa cellulare metabolicamente attiva (BCM)/ statura (m2)
Uomini: 8,87 kg/m2
Donne: 6,42 kg/m2
18/03/13
03/11/2014
IL-6 plasma concentration (pg/mL)
Alleli
normali
NWO
preobeseobese
G/G
5.59±2.06
G/C
5.77±2.46
4.76±0.89
4.74±2,73
C/C
4.62±1.34
2.48±0.65
2.53±0.57
10.70±3.39ºº 10.08±2.45*
* p<0.05 : normali vs preobese-obese
ºº p<0.01 : normali vs NWO
Il polimorfismo –174G/C a livello del promotore genico di IL‐6
influenza la progressione dell’insulino resistenza in soggetti NWO
e obesi.
–174C/G IL‐6 promoter polymorphism
affects the progress of Insulin Resistance in
subjects with increasing obesity
Laura Di Renzo et al Cur Op Phar Res 2008
03/11/2014
90
80
70
NWO
preobese-obese
50
40
30
b
20
a
10
0
A2
A3
A4
A5
b
50
15
40
b
2q14
a
30
20
IL-1 pg/ml
A1
IL-1 pg/ml
Frequency (%)
nonobese
60
a
10
5
10
0
0
nonobese
NWO
preobese-obese
nonobese
NWO
preobese-obese
03/11/2014
03/11/2014
*
70,00
60,00
**
(ng/mL)
50,00
*
40,00
T0
30,00
T1
20,00
10,00
0,00
Unità ORAC (MEDIE)
Leptina
tempi
03/11/2014
03/11/2014
03/11/2014
Class 2 (n = 36)
OR = 1.78
OR = 5.98
OR = 6.63
30
20
10
0
n = 30
IL-15 Concentration (pg/mL)
IL-15 Haplotype distribution %
40
10
Class 1 (n = 72)
50
n = 31
8
6
n = 10
n = 11
4
2
0
Joint EXO
4/ INTRO 5
(A/A)
Joint EXO
7/ INTRO 5
(A/A)
Joint EXO
4/ EXO 7
(A/A)
Carriers of *1/*1
haplotype
other joint
genotypes
Carriers of *2/*1
haplotype
other joint
genotypes
Abbreviation: Class 1, Normal Weight Obese; Class 2, preobese‐obese; EXO4, exon 4, variant (C to A); INTRO5, exon 5 intron–
exon border, variant ( A to G); EXO7, exon 7,variant (A to C); *1, Allele 1; *2, Allele 2.
The data are expressed as mean ± Standard Error. Differences with p values ≤ 0.05 were considered to be significant. 03/11/2014
Categoria
MTHFR
FATTORI CHIAVE:
1) Controllo del metabolismo dei
folati (Hcy, vit B6, vit B12,
folati)
2) Valutazione della
composizione corporea (LM,
BMD)
Soggetti AA
200 (mg/die)
Soggetti AG
400 (mg/die)
Soggetti GG
800 (mg/die)
IL-6
AZIONE
SNP
GENOTIP
O
MTHFR
Metabolismo
dei folati
677 C>T
IL-6
Infiammazione
-174 G>C
CC
CT
TT
GG
GC
CC
FATTORI CHIAVE:
1) Controllo dei parametri di
infiammazione e ossidazione (IL6, PCR, ORAC, LDLox)
2) Valutazione della
composizione corporea (LM,
BMD, FM)
INTERVENTO
NUTRIZIONALE:
1) Supplemetazione di omega-3 e
antiossidanti
2) Riduzione massa grassa
3) Piano dietetico equilibrato
INTERVENTO
NUTRIZIONALE:
1) Supplemetazione di folati
2) Aumento quota proteica
3) Piano dietetico equilibrato
GENE
Folati
FATTORE
NUTRIZIONAL
E
Acido folico
DOSE
LARN
DOSE - GENOTIPO
200 (μg/die)
3
1-1,5 (g/die)
200 (μg/die)
400 (μg/die)
800 (μg/die)
1,5-3 (g/die)
1,5-3 (g/die)
1,5 (g/die)
03/11/2014
Variazione della dose dei nutrienti in relazione a polimorfismi genetici.
GENE
AZIONE
POLIMORFISMO
(SNP)
GENOTIPO
FATTORE
NUTRIZIONALE
DOSE
LARN
MTHFR
Metabolismo dei
folati
577 C/T
CC
Acido folico
200
(μg/die)
PUFA
<4%
3
1-1,5
(g/die)
CT
TT
APOA1
Metabolismo dei
lipidi
-75 G/A
IL-6
Infiammazione
-174 G/C
GG
GA
AA
GG
GC
CC
TNF-alfa
Infiammazione
-308 G/A
GG
3
GA
1-1,5
(g/die)
AA
VDR
Metabolismo
osso
T/C (Taq1)
TT
TC
CC
De Lorenzo et al. 2011 Piccin ed.
Vitamina D
200UI/die
DOSE
GENOTI
PO
DIPEND
ENTE
200
(μg/die)
400
(μg/die)
800
(μg/die)
<4%
4-8%
>8%
1,5 (g/die)
1,5-3
(g/die)
1,5-3
(g/die)
1,5 (g/die)
1,5-3
(g/die)
1,5-3
(g/die)
200
UI/die
2000
UI/die
2000
UI/die
03/11/2014
03/11/2014
A Dysfunctional Endothelium has decreased:
PGI2
NO
Increased pro‐inflammatory molecules:
MCP‐1
TNF
VCAM‐1
Shifting to a pro‐coagulant, pro‐thrombotic surface: LDL must be
oxidized to be pathogenic (atherogenic)
03/11/2014
Principali disegni sperimentali
“Cross-over"
Tr. A
“Open-label“
senza randomizzazione
BL
BL
Tr. B
Tr. A
Tr. A
“Cross-over“ singolo
con basale intermedio
BL
BL
Tr. B
BL
Tr. B
Effettuare uno studio genetico,
molecolare e clinico degli effetti
sull’organismo
(processi
infiammatori, ossidativi e metabolici)
del consumo di un alimento
funzionale
• ANAMNESI •ANTROPOPLICOMENTRIA
• BIOIMPEDENZA
• VALUTAZIONE DELLA COMPOSIZIONE CORPOREA (DEXA)
• ANALISI EMATOCHIMICHE • VALUTAZIONE MARKER INFIAMMAZIONE E STRESS OSSIDATIVO (ELISA)
• GENOMICA NUTRIZIONALE
03/11/2014
PIANI DIETETICI
ANTIOXIDANT MEAL
HIGH FAT MEAL
03/11/2014
Assunzione acuta di vino abbassa rischio ossidativo LDL – previene danno ossidativo
03/11/2014
To apply the NACCP process we made a clinical study to verify the antiatherogenic effect of the consumption of hazelnuts on low density lipoprotein
(LDL), evaluating the susceptibility of these molecules to oxidation (LDL-ox).
Furthermore, we analyzed the expression level changes of oxidative stress
pathway genes in the blood cell after hazelnuts consumption.
03/11/2014
03/11/2014
http://immuno.bio.uniroma2.it/body‐calc/
