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I geni possono influenzare la nostra tolleranza ai nutrienti

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Carboidrati, proteine ??e grassi sono nutrienti essenziali per tutti gli animali. Tuttavia, la variazione dietetica tra specie, popolazioni e individui può variare notevolmente.

I geni che regolano il metabolismo si sono conservati bene in evoluzione, motivo per cui possiamo imparare molto sul metabolismo umano attraverso studi effettuati con i moscerini della frutta. Credito: Salla Rytövuori

In uno studio collaborativo internazionale, ricercatori provenienti da Australia, Danimarca e Finlandia hanno studiato come gli individui di una stessa popolazione differiscono nella loro capacità di sopravvivere con varie diete.

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I ricercatori hanno utilizzato un pannello di riferimento genetico composto da circa 200 ceppi di moscerini della frutta strettamente correlati (Drosophila melanogaster). Le mosche sono state alimentate con sei diverse diete contenenti rispettivamente alte concentrazioni di proteine, zucchero, amido, olio di cocco o strutto, o una combinazione di zucchero e strutto. I ceppi utilizzati nello studio hanno avuto i loro genomi completamente mappati, il che ha permesso di collegare le differenze osservate negli esperimenti a specifiche variazioni genetiche.

Lo studio ha scoperto che piccole differenze genetiche hanno influenzato la capacità delle mosche di utilizzare l’energia di vari nutrienti.

“Inaspettatamente abbiamo scoperto che i ceppi di moscerini della frutta differivano notevolmente, ad esempio, nella loro capacità di sopravvivere con una dieta ricca di zuccheri. Ciò che lo rende particolarmente sorprendente è il fatto che il cibo consumato dai moscerini della frutta in natura contiene molti zuccheri, ” afferma Essi Havula, ora ricercatrice post-dottorato all’Università di Helsinki e autrice principale dello studio.

“I geni che regolano il metabolismo si sono conservati bene durante l’evoluzione , motivo per cui possiamo imparare molto sul metabolismo umano attraverso studi condotti con i moscerini della frutta”, aggiunge Havula.

Le analisi genetiche scoprono diversi geni che influenzano la tolleranza ai nutrienti

Nelle analisi genetiche, i ricercatori hanno identificato una serie di geni che hanno contribuito alla capacità delle mosche di tollerare lo zucchero. La maggior parte di questi geni si trova anche nell’uomo ed è stato suggerito in precedenti studi di associazione sull’intero genoma per svolgere un ruolo nell’obesità e nel diabete di tipo 2.

“Gli studi sulla mosca consentono studi funzionali rapidi ed economici per studiare i geni in profondità. Tra le altre cose, abbiamo dimostrato che il gene tailless (TLX), precedentemente studiato principalmente dal punto di vista della funzione e dello sviluppo del sistema nervoso, è necessario per la normale funzione del metabolismo dello zucchero nelle mosche”, afferma Havula.

Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato che la via JNK, una delle più importanti vie di segnalazione dello stress, regola il metabolismo degli zuccheri e la sintesi dei grassi di accumulo nel caso di diete ad alto contenuto di zuccheri nello studio.

“Sembra che lo zucchero alimentare causi stress alle cellule, conferendo al percorso JNK un ruolo importante nel modo in cui le mosche tollerano ed elaborano lo zucchero”, afferma Havula.

La nutrigenomica può favorire lo sviluppo di una nutrizione personalizzata?

Secondo i ricercatori, la maggior parte dei risultati può essere applicata anche all’uomo, anche se sono ancora necessarie ulteriori ricerche. Havula sottolinea che lo studio fornisce prove concrete su come le stesse raccomandazioni dietetiche non siano necessariamente adatte a tutti.

“Le conoscenze basate sulla ricerca mostrano sempre più come le risposte metaboliche alle diete differiscono tra le popolazioni animali e gli individui. Le raccomandazioni dietetiche tradizionali non sono necessariamente adatte a tutti, il che spiega la continua mancanza di consenso su una ‘dieta sana’”.

Un’opzione è sviluppare la nutrizione in una direzione più personalizzata con l’aiuto della nutrigenomica.

“Speriamo che in futuro il diabete di tipo 2 e molte altre malattie metaboliche possano essere trattati con una pianificazione nutrizionale basata sulla conoscenza dei genomi individuali. Ciò sarebbe notevolmente meno costoso delle terapie farmacologiche e, a lungo termine, migliore per la salute degli individui. ” dice Havula.

Il potenziale della nutrigenomica non si limita al trattamento delle malattie metaboliche tradizionali.

“Ad esempio, è noto che le cellule tumorali alterano il loro metabolismo, estendendo il potenziale della nutrigenomica a un’ampia gamma di campi”, aggiunge Havula.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications


Ulteriori informazioni: E. Havula et al, Variazione genetica della tolleranza ai macronutrienti in Drosophila melanogaster, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29183-x

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