nutrigenética e nutrigenômica - aula de pós graduação - professor claudio novelli
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Hipócrates
“Que seu alimento seja seu remédio e seu remédio, seu alimento”.
“Que a alimentação seja teu único remédio”.
Alimentos - Manutenção do organismo,
- Propriedades medicinais com origens comuns em diversas culturas. (Verschuren, 2002).
Medicina alopática moderna – associação de drogas e controle dietético. (Hasler, 2000).
Alimentos transgênicos Não há comprovação de qualquer risco ao organismo. Riscos ao ecossistema (i.e., insetos e a cadeia alimentar subsequente) (Vidal, 2009)
Alimentos saudáveis e orgânicos
- aumento no consumo a nível mundial (presentes em cerca de 40% dos supermercados norte americanos)
- mercado multimilionário
Alimentos Saudáveis
Alimentos Funcionais: grupo de alimentos que contêm nutrientes que podem atuar de forma profilática (Sizer F, 2008)
Nutracêuticos: qualquer alimento, nutriente ou suplemento nutricional que tenha efeitos medicinais, como na proteção contra DCD.
Nutricionais médicos ou Alimentos Medicinais: são alimentos especialmente manufaturados para pessoas com alterações clínicas, e prescritos por um médico (nutrólogo).
Alimentos
Medicina Ayurvédica
Nutrição, Genética e Neurologia “As células do corpo se associam em tecidos, órgãos e
sistemas, formando um universo complexo”.
“Cada célula armazena um mínimo de energia para sobreviver (de 4s a 5s) e vive com o que seu meio lhe oferece por meio da nutrição, seja isso bom ou ruim”.
“Cada célula reage ao seu meio, comandada por seu DNA”.
“O DNA de cada célula se comunica bio e
eletroquimicamente com o SNC,que retroalimenta a ação nuclear”.
“Em última análise, os alimentos que ingerimos interferem no funcionamento do organismo a nível celular, nuclear, molecular, genético e neurológico”.
Genética
O padre austríaco Gregor J. Mendel apresenta trabalho de experiências com ervilhas em 8 de março de 1865, enunciando as leis da hereditariedade.
Desconhecido até 1900, é hoje considerado o Pai da Genética, e um dos maiores cientistas da modernidade.
Genética
Genética Para cada três sementes amarelas (dominantes), obtinha-se uma semente verde (recessiva) Relação D : R (3 : 1)
1ª Lei de Mendel: Lei da Segregação dos Fatores
1º lei: “Cada característica é determinada por dois fatores que se separam na formação dos gametas, onde ocorrem em dose simples”, isto é, para cada gameta masculino ou feminino encaminha-se apenas um fator. Mendel não tinha idéia da constituição desses fatores, nem onde se localizavam.
Genótipo
Do grego genos, originar, provir, e typos, característica) refere-se à constituição genética do indivíduo, ou seja, aos genes que ele possui.
Fenótipo
Do grego pheno, evidente, brilhante, e typos, característico.
Designa as características apresentadas por um indivíduo, sejam elas morfológicas, fisiológicas ou comportamentais.
Características microscópicas e de natureza bioquímica, que necessitam de testes especiais para a sua identificação, também são fenotípicas.
Das visíveis humanas, podemos citar a cor dos cabelos, da pele, dos olhos de uma pessoa, sua estatura etc.
Das identificáveis somente através de testes específicos, podemos citar o tipo sanguíneo e a sequência de aminoácidos de uma proteína.
Características individuais
Características individuais O Fenótipo expressa as interações do indivíduo
(genótipo) com o seu meio.
Penetrância do gen
• Altamente penetrante
– Havendo o gen, ele sempre se manifestará, e será expresso o fenótipo correspondente
• Penetrância incompleta
– Havendo o gen, alguns indivíduos apresentarão o fenótipo correspondente, e outros indivíduos não apresentarão (o gen pode ou não se manifestar).
Expressividade do gen
• Variação gênica descontínua
– Estando o gene presente, não há fenótipos intermediários. Quando ele se manifesta, o fenótipo apresenta características definidas em todos os indivíduos.
– Há 100% de expressividade na manifestação
• Expressividade variável
– Ocorrem fenótipos intermediários.
Penetração Alta, Expressividade de 100%
Doença de Huntington
Penetração alta, Expressividade variável
Diferentes graus de braquidactilia pela expressão variável do genótipo.
Pergunta: pode-se levar uma vida normal?
Polimorfismo Variação fenotípica que pode ser separada em classes
distintas e bem definidas. O controle genético se dá por um ou poucos loci,
sendo a característica pouco suscetível a fatores ambientais.
i.e., tipo sanguíneo (A; B; AB; O); destro/canhoto; presença de determinadas estruturas anatômicas ou não (vértebras, dentes, músculos); posicionamento dos órgãos internos
Poligênico – não há distinção de classes claras. i.e.; cor da pele, dos olhos, dos cabelos; estatura.
2001 O Projeto Genoma completa o mapeamento do genoma humano
após 15 anos de trabalho, ao custo de USD 9bi.
Resultados publicados em 2003.
Abriam-se as portas para a compreensão das interações entre a alimentação e os genes humanos.
Atualmente feito por clínicas particulares em até 48h (USD600).
Analogia
Fármacos e genética vs Nutrição e genética
Individualização do tratamento mediante variações genômicas
Surgem os termos “Nutrigenética”, “Nutrigenômica”, e iniciam-se os estudos da “Genômica Nutricional”.
Proposta: melhorar a saúde pela análise e interpretação dos laços entre nossa alimentação e o funcionamento do nosso organismo a nível molecular (Simopoulos, 2004)
Terminologia da Genômica Nutricional
- Nutrigenômica:
Ciência que estuda o rol dos nutrientes na interface integrada nutrição x biologia molecular x genômica
- Nutrigenética:
Ramo da genética que estuda como as variações genéticas (polimorfismos individuais) afetam a resposta aos nutrientes e seu impacto no tratamento de doenças.
Alimentos – milhares de compostos diferentes
Genes – aproximadamente 23.000, que se recombinam constantemente no organismo
A grosso modo, a Genômica Nutricional pode ser entendida como o estudo da interação dos alimentos e seus nutrientes com nossos genes e suas combinações a nível molecular e celular, e a influências que essas reações têm na saúde.
Genômica Nutricional Objetivos fundamentais:
1) Entender as interações funcionais entre os componentes bioativos dos alimentos com o genoma a nível molecular, celular e sistêmico, com foco em estabelecer o papel dos nutrientes na expressão genética e, ainda mais importante, entender como a dieta pode ser empregada na prevenção ou tratamento de doenças.
Genômica Nutricional Objetivos fundamentais:
2) Entender o efeito da variação genética (polimorfismos) na interação entre doença e dieta, com foco na resposta específica de cada indivíduo aos alimentos, com o objetivo de, um dia, alcançar o desenvolvimento de recomendações dietéticas de acordo com o risco x benefício de nutrientes e compostos específicos para indivíduos ou grupos populacionais.
Genômica Nutricional Em suma...
Espera-se que a informações de interações gen-nutriente levem a estratégias que possam prevenir, amenizar os quadros debilitantes, e/ou ajudar no tratamento de doenças, notadamente as DCD (câncer, hipertensão, DM, SM, DCV, OA, Alzheimer, Parkinson).
Exames Diagnósticos
Mapeamento do DNA (leia o capítulo 8 de Wasserman, D. 2005)
Podem-se buscar exames preditórios da susceptibilidade ou probabilidade de desenvolver-se uma doença futura, como também ajudar a diagnosticar uma doença.
Em ambiente médico – uso frequente do histórico familiar e dos padrões hereditários auxiliam a determinar doenças que têm bases genéticas, iniciado em 1963 (Guthrie, 1963) e recomendado pela Academia Americana de Pediatria desde 1965.
Exames Diagnósticos Mapeamento clínico do DNA
Utilizado globalmente para determinar se um recém nascido sofre de fenilcetonúria dano cerebral caso não seja adotada uma dieta especial.
Mutação no gene da PAH (fenilalanina hidroxilase) envolve formação de amiloides tóxicos no cérebro (similar a Alzheimer e Parkinson).
Teste da PKU (teste do pezinho)
é parte da confirmação do
diagnóstico da doença.
Exames Genômico-Nutricionais Os testes genéticos em nutrigenômica buscarão predizer o
risco futuro de uma pessoa sadia desenvolver alguma doença, tornando-se testes prognósticos.
Um exame prognóstico não garante o desenvolver de uma determinada condição doença, mas indica uma predisposição
Determinada a susceptibilidade genotípica, poderão ser sugeridas intervenções nutricionais individuais com maior acurácia.
Exames Genômico-Nutricionais
Para enfermidades complexas (como é o caso da DCV), as variações genéticas não precisam com certeza se a doença se desenvolverá, mas indicam sim o alto risco de ela ocorrer.
Quando a variação indicar a necessidade de profilaxia (proteção), o objetivo nutricional será minimizar as influências nocivas e reduzir o risco da doença (DeBusk, 2006) pela modificação de fatores coadjuvantes, como o estilo de vida.
Exames de Genômica Nutricional GWAS (Genome-Wide Association Study)
Estudo de Associação Genômica Completa
Avalia simultaneamente milhares de polimorfismos de todos os genes a fim de identificar quais associações potencialmente expressariam um fenótipo de obesidade, ao invés de considerar apenas um único gen, como se pensava no caso da leptina.
Os polimorfismos mais estudados atualmente são do gene FTO (Corella, D., Ordovas, J. M., 2015).
A tese indica que há associações entre
polimorfismos genéticos e o consumo de determinados alimentos, bem como de
polimorfismos com determinados sabores,
ambos correlacionados com ocorrência de sobrepeso e
síndrome metabólica.
Oportunidades de Mercado e Diretrizes para a Genômica Nutricional
1) Melhorar a saúde. QV através de recomendações dietéticas, hábitos nutricionais desenvolvimento de alimentos mais saudáveis. REFLEXÃO: O benefício da nutrigenômica será mais presente e eficiente
para os mais jovens, para as crianças, neonatos e fetos que realizaram exames diagnósticos genéticos, que lhes possibilitarão ótimos hábitos nutricionais, apoiados por estilos de vida saudáveis, antes de que se desenvolvam os danos à saúde advindos da relação com o meio ambiente.
E os mais velhos?
Oportunidades de Mercado e Diretrizes para a Genômica Nutricional
2) Recomendações Nutricionais Personalizadas.
Espera-se que a partir da investigação nutrigenômica e seus resultados na saúde, possam ser feitas recomendações personalizadas e específicas.
As associações entre certos alimentos e o incremento ou diminuição das doenças têm se baseado tipicamente em análises de estudos observacionais de grandes grupos populacionais (dieta mediterrânea, ayurvédica, vegana).
Apesar de essas associações parecerem fortes ao nível populacional, as recomendações nutricionais a nível individual são muito menos precisas.
Na atualidade, muitas pessoas estão “adivinhando educadamente” suas necessidades nutricionais.
Recomendações nutricionais Grupos x Indivíduos
As recomendações nutricionais que são boas para a maioria das pessoas podem carecer de valor, ou ainda, serem danosas para uma minoria de pessoas “geneticamente diferentes”.
I.e., bebidas alcoólicas têm efeitos diferentes no comportamento do LDL colesterol dependendo do genótipo individual da APOE.
Recomendações nutricionais Grupos x Indivíduos
Portadores da APOE4 mostram elevações do LDL-colesterol mesmo com ingesta moderada de álcool, enquanto portadores da APOE2 apresentam o comportamento contrário (Corella et al 2001).
Portanto, aos indivíduos APOE4 se deve recomendar cuidado redobrado com o consumo de bebidas alcoólicas, em qualquer quantidade.
Recomendações nutricionais Grupos x Indivíduos
A incidência de APOE4 varia entre grupos populacionais (<10% Itália, Grécia, e Espanha; e >30% Nova Guiné, e outras populações da África e Oceania)
A origem dessas diferenças é ancestral e pode estar relacionada a fatores de sobrevivência conforme as dificuldades adaptativas encontradas nas interações com cada meio ambiente (Corbo, 1999) (Kaput, 2006) (Kumar, 2008).
Essas variações devem estimular o debate para esclarecer, grupo por grupo populacional, a estratégia de saúde pública e as recomendações nutricionais locais.
REFLEXÃO: E EM PAÍSES DE DIMENSÕES CONTINENTAIS OU NO CASO DE MIGRAÇÃO?
Oportunidades de Mercado e Diretrizes para a Genômica Nutricional 3) Recomendação nutricional inteligente ou dieta
genética.
Diretriz médica e nutricional básica: modificar os hábitos nutricionais para melhorar a saúde.
REFLEXÃO: As pessoas se sentiriam mais motivadas a modificar seu comportamento se recebessem informação dos riscos da relação entre sua genética e sua saúde, do que mostram atualmente, recebendo informação não geneticamente relacionada?
Reduzindo Disparidades na Saúde
Mesmo que exista variação intragrupos étnicos, em alguns casos existem diferenças clínicas importantes intergrupos.
I.e., homens afro-americanos têm risco 60% maior de desenvolver câncer de próstata com tendência à morte, cerca de duas a três vezes mais do que os homens caucasianos (Castle, Daar, Tsamis, & Singer, 2007).
Vários fatores que contribuem para essa disparidade, incluindo a relação nutrigenômica, que ainda carece de estudos para melhor entendimento de o que torna tão diferentes esses grupos populacionais.
Custos para a Saúde Pública Europa – 5% do total de dinheiro destinado à saúde é
investido no tratamento da obesidade.
EUA– estima-se % mais elevada de verbas públicas para o tratamento da obesidade. Para o câncer, estima-se que a manipulação dietética possa reduzir em 35% sua taxa de incidência (Elliott, 2002).
A longo prazo – espera-se encontrar princípios bioativos nos alimentos que correspondam especificamente a genótipos de forma a serem empregados em tratamentos no lugar de remédios.
REFLEXÃO: A indústria farmacêutica vai apoiar?
Custos para a Saúde Pública
No caso do DM; a Associação Americana de Diabetes estimou que os custos totais, diretos e indiretos com diabetes e comorbidades, somou USD 9,8bi em 1997, sem contar o custo emocional e óbitos precoces (Green, 2003).
O Programa nacional de Diabetes (EUA) sugere que estilo de vida e alimentação saudável na prevenção do diabetes possam reduzir o custo a cerca de 1/3 do habitualmente observado. (htpp://www.nih.gov/news/pr/aug2001/niddk-0.8.htm).
Ética e Genômica Nutricional O manejo da informação genética pessoal tem sido
uma fonte de debate legal e ético há anos, seja para investigação e experimentação, seja para testes clínicos privados.
Os princípios bioéticos considerados são: consentimento, privacidade, confidencialidade, não discriminação genética e solidariedade genética.
São regidos pela Declaração Universal dos Direitos do Genoma Humano da UNESCO (1997) e pelo Conselho Europeu, com a Convenção dos Direitos Humanos e Biomedicina (1997).
Alguns países, como o Canadá, têm legislação própria sobre o assunto.
Ética e Genômica Nutricional As variações examinadas em nutrigenômica não
têm valor preditivo. Implicam vias complexas que podem conduzir ao desenvolvimento de uma enfermidade no decorrer dos anos, e por isso esses têm sido chamados de exames de susceptibilidade.
O dano que o conhecimento público dos resultados de tais exames pode trazer ao indivíduo é uma grande preocupação. A privacidade deve ser mantida a fim de minimizar impactos sociais.
Ética e Genômica Nutricional Em alguns casos, o resultado dos exames genéticos
pode ser devastador, como na constatação da anomalia do BRCA1 e BRCA2, associadas ao aumento do risco de câncer de mama, caso no qual se recomenda a monitoração constante e mesmo a mastectomia dupla.
Em alguns países, a mulher pode perder o direito ao seguro saúde.
Compartilhar a informação com irmãs e filhas, que hereditariamente podem ter o mesmo risco, já pode se tornar um problema familiar e social.
Níveis de interação gene-nutriente.
Fase fetal: desenvolvimento de todos os tecidos, órgãos e sistemas. Primeiro ano de vida: alimentação determinando saúde ou doença devido a erros congênitos. Doenças multifatoriais ambientais. REFLEXÃO: Nichos de mercado (público alvo)?
MEIO AMBIENTE
Genômica Nutricional – Panorama Enfrenta críticas como qualquer área científica
recente (Castle, Daar, Tsamis, & Singer, 2007), e encara desafios de dois tipos: científico-tecnológicos e sociais (Guthrie, 1963).
Científico- tecnológicos - necessidade de prover evidências científicas dos benefícios para a saúde, que ainda não se encontram disponíveis.
Sociais - éticos, econômicos, legais, bem como a forma de interpretar, utilizar e entregar ou informar este novo conhecimento aos profissionais da área de saúde, políticos, companhias seguradoras, indústria alimentícia, e o público em geral.
PUFA – Ácidos Graxos Poliinsaturados
(Proliferador de Peroxissoma – gama)
Neoplasia (câncer)
Ética e Genômica Nutricional Quanto à realização de exames genéticos em
crianças e adolescentes, questiona-se: o conhecimento dessa informação pode conduzir a danos emocionais devido ao momento em que se apresenta (durante a formação da identidade pessoal) e possíveis discriminações (escola, amigos etc)?
Há grupos que criticam os pais como usurpadores dos direitos dos futuros adultos (crianças e adolescentes) de querer ou não submeterem-se a uma avaliação, o que lhes tira a autonomia.
Breves e efêmeras conclusões
A nutrigenômica tem um grande potencial para promover benefícios significativos a longo prazo, através da prevenção e promoção da saúde.
A menos que exista uma aceitação social da nutrigenômica, esse campo pode estancar. Deve existir uma análise de risco x benefício baseada em investigações sistemáticas.
O manejo da informação resultante dos exames deve ser confidencial e não deve ser usado por terceiros para fins discriminatórios.
Breves e efêmeras conclusões
É necessário um desenvolvimento importante da indústria alimentícia para poder identificar e produzir nutrientes e alimentos adequados para as mutações genéticas.
Demanda-se uma regulação especial constante sobre os alimentos, para que a informação apresentada seja verídica e inteligível para o público em geral.
A aplicação dos exames genéticos em grupos populacionais ou indivíduos deve ser resultante da necessidade de implementação de programas de saúde local ou individual, derivados de uma necessidade primordial (a saúde do ser humano).
Referências desta aula
• Campos, O.A. Percepción del sabor, dieta mediterránea y nutrigenética: efecto sobre los componentes del síndrome metabólico. Tese de doutorado. Universidad de Valencia. Facultad de Ciências Biológicas. Departamento de Bioquímica y Biologia Molecular, p 1-353. Valencia, 2012.
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