ARTICOL ORIGINAL

miRNA – biomarkeri moleculari în steatoza hepatică nealcoolică: potenţiale ţinte pentru intervenţii nutriţionale

 miRNA – molecular biomarkers in non-alcoholic fatty liver disease: potential targets in nutritional interventions

First published: 19 octombrie 2023

Editorial Group: MEDICHUB MEDIA

DOI: 10.26416/Diet.3.3.2023.8754

Abstract

Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is a cause of chronic liver disease and ranges from steatosis to steatohepatitis and cirrhosis. MicroRNAs play a crucial role in the dysregulation of metabolism and the progression of steatosis to more severe stages of the disease. NAFLD is associated with differential changes in miRNA expression patterns at early, intermediate and late stages, and specific types of miRNAs are involved in steatosis development and progression to cirrhosis. MicroRNAs oversee energy homeostasis and metabolic processes and are widely used as circulating biomarkers to identify metabolic status. They can be controlled by environmental and dietary factors, particularly by isolated nutrients or bioactive compounds, indicating that nutritional intervention may be considered a therapeutic approach in modulating chronic disease risk. Extensive research is needed to translate the contribution of miRNAs in NAFLD into innovative therapeutic strategies. Until then, nutritional interventions can be recommended.

Keywords
non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD, biomarkers, microRNA, miRna, miR-122, nutrition

Rezumat

Steatoza hepatică nealcoolică este o cauză frecventă a bolii hepatice cronice şi variază de la steatoză la steatohepatită şi ciroză. MicroARN-urile joacă un rol crucial în dereglarea metabolismului şi în progresia steatozei către stadii mai severe ale bolii. Steatoza hepatică nealcoolică este asociată cu modificări diferenţiale ale modelelor de expresie miRNA în stadiile incipiente, intermediare şi târzii, iar tipurile specifice de miRNA par să fie implicate în dezvoltarea steatozei şi progresia către ciroză. MicroARN-urile supraveghează homeostazia energetică şi procesele metabolice şi sunt utilizate pe scară largă ca biomarkeri circulanţi pentru identificarea stării metabolice. Ele pot fi controlate de factori de mediu şi dietetici (în special de nutrienţi izolaţi sau de compuşi bioactivi), ceea ce indică faptul că intervenţia nutriţională poate fi promiţătoare ca abordare terapeutică în modularea riscului de cronicizare. Sunt necesare cercetări ample pentru a traduce contribuţia miRNA în steatoza hepatică nealcoolică în strategii terapeutice inovatoare. Până atunci, intervenţiile nutriţionale sunt recomandabile.
 

Introducere

În corpul uman, ficatul este organul responsabil în mod fundamental de metabolism şi detoxifiere. Diverse tulburări, cum ar fi steatoza hepatică nealcoolică, fibroza, ciroza, carcinomul hepatocelular şi hepatita, sunt asociate cu funcţii dereglate ale ficatului. Prin urmare, este importantă şi necesară identificarea unor biomarkeri pentru a determina severitatea bolii hepatice. Se cunosc deja biomarkerii convenţionali, cum ar fi enzimele hepatice, inclusiv cascada de aspartat aminotransferază (aspartate aminotransferase; AST)/transaminaza serică glutamic oxaloacetică (serum glutamic oxaloacetic transaminase; SGOT), alanin aminotransferaza (alanine aminotransferase; ALT)/transaminaza piruvic glutamică serică (serum glutamic pyruvic transaminase; SGPT), fosfataza alcalină (alkaline phosphatase; ALP), gama-glutamil transpeptidaza (gamma-glutamyl transpeptidase; GGT) şi bilirubina totală (total bilirubin; TBIL).

Aceşti biomarkeri nu sunt totuşi unici pentru ficat; prin urmare, se fac eforturi pentru a identifica biomarkerii precişi pentru bolile hepatice. Proteina HMGB1 (high mobility group box 1), citokeratina 18 (K18), glutation-S-transferaza-α (GST-α), glutamat dehidrogenaza (GLDH), malat dehidrogenaza (MDH) şi microARN (miRNA) sunt câteva exemple de biomarkeri în curs de dezvoltare pentru a fi utilizaţi în detectarea multor boli hepatice(1). Prin urmare, această lucrare de revizuire se concentrează pe evaluarea unor biomarkeri miRNA şi rolul lor în intervenţia nutriţională în steatoza hepatică nealcoolică şi unele patologii asociate.

Metabolismul hepatic disfuncţional este implicat în numeroase patologii, inclusiv steatoza hepatică nealcoolică, cea mai frecventă afecţiune hepatică cronică la nivel mondial, care poate progresa la fibroză hepatică şi este strâns asociată cu rezistenţa la insulină şi bolile cardiovasculare. În plus, ficatul secretă o gamă largă de metaboliţi, biomolecule şi microARN, iar mulţi dintre aceşti factori secretaţi exercită efecte semnificative asupra proceselor metabolice atât la nivelul ficatului, cât şi în ţesuturile periferice. Este important de înţeles implicarea ­miRNA derivate din ficat în procesele biologice din ficat şi din alte ţesuturi asociate, corelate cu progresia bolii metabolice. În plus, este necesar să se cunoască ţintele moleculare primare prin care acţionează miRNA. Aceste cunoştinţe ne oferă o perspectivă asupra mecanismelor ce stau la baza progresiei diferitelor boli metabolice şi sugerează posibilitatea utilizării miRNA circulante ca predictori de prognostic şi ţinte terapeutice pentru îmbunătăţirea strategiilor de intervenţie clinică, inclusiv intervenţia nutriţională prin factorii epigenetici(2).

Steatoza hepatică nealcoolică, sau boala ficatului gras nealcoolic (non-alcoholic fatty liver disease; NAFLD), este o entitate complexă clinico-patologică ce decurge din diferite cauze: factori genetici, de mediu, comportamentali, precum şi factori de origine socială(3). NAFLD este una dintre cele mai frecvente boli hepatice din lume, atât în populaţia adultă, cât şi în cea pediatrică. Deşi sunt necesare mai multe studii epidemiologice, comparativ cu ultimele decenii, prevalenţa NAFLD a crescut de la 2,8% la 46% şi este asociată cu obezitatea, diabetul zaharat şi bolile cardiovasculare(4). Importanţa cunoaşterii factorilor de risc asociaţi bolii constă în faptul că această patologie urmează o progresie asimptomatică şi cu puţine complicaţii clinice asociate. Aproximativ 5% dintre pacienţii care au prezentat NAFLD au fost diagnosticaţi cu steatohepatită nealcoolică avansată (non-alcoholic steatohepatitis; NASH), care este asociată cu mortalitatea prin ciroză(5,6). Mai multe studii au arătat că prevalenţa şi severitatea NAFLD sunt proporţional legate de gradul de obezitate, cu o puternică asociere de 85% la subiecţii obezi, 35% dintre pacienţii cu diabet zaharat şi până la 90% dintre pacienţii cu hiperlipidemie. De fapt, se raportează că la aproximativ 20-30% dintre pacienţii obezi boala progresează spre leziuni hepatice. Pe de altă parte, Shida et al. au demonstrat că o reducere progresivă a masei musculare, însoţită de o creştere a grăsimii viscerale, se asociază cu complicaţii hepatice şi cu progresia spre fibroză(7).

Factori genetici şi epigenetici implicaţi în NAFLD

În ultimul deceniu, s-a observat o variabilitate considerabilă în ceea ce priveşte susceptibilitatea de a dezvolta NASH în rândul persoanelor cu NAFLD. Progresul tehnologic a adus noi metode de a studia comportamentul genelor, modificările epigenetice şi mecanismele implicate în patogeneza NAFLD. Fiind o patologie complexă şi multifactorială, un rol esenţial în istoria sa naturală îl au modificările genetice şi epigenetice. Studii de asociere a genelor candidate realizate în familii şi la gemeni, adoptate de Genome-Wide Association Study (GWAS), au permis identificarea genelor şi a polimorfismelor cu o singură nucleotidă (single nucleotide polymorphism; SNP), care sunt potenţial implicate în mecanismele asociate cu dezvoltarea şi progresia NAFLD. De exemplu, gena PNPLA3 (patatin-like phospholipase domain containing 3) este asociată în mod semnificativ cu conţinutul de grăsime intrahepatică şi cu formele progresive de NAFLD. Polimorfismul SNP rs738409 al genei PNPLA3, mutaţia M148I, este cea mai bine caracterizată şi este asociată cu etnia (în principal la hispanici americani), cu steatoză, inflamaţie portală şi lobulară, cu corpii Mallory-Denk şi cu dezvoltarea fibrozei. Purtătorii acestui polimorfism SNP prezintă un NAFLD mai sever şi niveluri mai ridicate de fibroză, ceea ce oferă dovezi moleculare puternice că steatoza hepatică este o boală progresivă(8,9).

Epigenetica poate explica mecanismele posibile prin care celula poate activa unele gene şi poate silenţia altele; ea se referă, de asemenea, la modificările ereditare ale ADN-ului şi histonelor care nu implică modificări de tipul SNP, ci modifică structura şi condensarea cromatinei, prin care sunt influenţate expresia genelor şi fenotipul. Modificările epigenetice includ în principal microARN, metilarea ADN şi acetilarea histonelor, care le modelează caracteristicile particulare, expresia specifică de ţesut şi susceptibilitatea de a dezvolta anumite boli.

Biogeneza microARN (miRNA) şi mecanismul de acţiune

MicroARN-urile sunt molecule de ARN necodificatoare mici, foarte conservate, implicate în reglarea expresiei genelor. miRNA sunt transcrise de ARN polimerazele II şi III, generând precursori care suferă o serie de evenimente de clivaj pentru a forma miRNA matur(10). miRNA conţin aproximativ 19-25 de nucleotide şi funcţionează ca reglatori posttranscripţionali ai expresiei genelor(11). miRNA reglează expresia genică în diferite procese celulare, cum ar fi diferenţierea, invazia şi moartea celulară, prin legarea la un ARNm a cărui funcţie este de a inhiba translaţia sau de a induce degradarea proteinei(12). La om, miRNA în principal inhibă translaţia din genele-ţintă şi doar rar determină degradarea ARNm(13). În ultimul deceniu, informaţiile privind numărul genelor umane care sunt reglate de miRNA au crescut rapid, generând un interes deosebit pentru determinarea rolului acestor molecule în diverse boli, în special în cele mai complexe, care sunt supuse influenţei mediului. Pentru că miRNA joacă un rol crucial în controlul posttranscripţional, ele apar ca ţinte terapeutice critice în medicina personalizată, unde cercetarea cu microarray a permis identificarea multor miRNA ca biomarkeri(14).

Ţintele care sunt recunoscute de miRNA pot fi monogenice, poligenice (multifuncţionale) sau chiar miRNA diferite pot viza o singură genă (redundantă), demonstrând că au o capacitate destul de mare de reglare şi un impact profund în condiţii de sănătate şi patologice. De asemenea, miRNA au fost identificate în ser, plasmă, salivă, urină şi ţesuturi specifice şi sunt asociate cu proteine, lipide şi lipoproteine, care le fac mult mai stabile în circulaţie(15).

În general, miRNA sunt legate de proteine, în principal AGO 2 (argonaute RISC catalytic component 2), sau se află în interiorul exozomilor, unde evită degradarea prin acţiunea ARN-urilor circulante(16). Eliberarea în circulaţie poate avea loc printr-un proces pasiv în timpul morţii celulare sau prin eliberare activă de microvezicule celulare. De exemplu, s-a demonstrat că miR-122 specific ficatului se găseşte în primul rând în exozomii pacienţilor cu leziuni hepatice alcoolice şi nealcoolice, în timp ce, în leziuni hepatice toxice induse de paracetamol, majoritatea moleculelor miR-122 sunt legate de proteine(17).

miR-122 este cel mai abundent şi mai studiat miRNA hepatic; reprezintă 70% din totalul miRNA hepatice(18) şi este implicat în proliferarea şi maturarea hepatocitelor prin stimularea expresiei a 24 de gene specifice, inclusiv factorul nuclear al hepatocitelor 6 (HNF6). De asemenea, interacţionează cu numeroase gene-ţintă implicate în metabolismul lipidelor şi colesterolului(19). Nivelurile circulante ale miR-122 se corelează cu nivelurile de alanină aminotransferază (ALT) la pacienţii cu NAFLD şi este cel mai bun indicator de severitate a NAFLD, chiar şi faţă de clasicii markeri ai funcţiei hepatice, inclusiv aspartat aminotransferază (AST) şi citokeratina-18 (CK18)(20). Inhibarea miR-122 cu oligonucleotide antisens la şoareci determină scăderea sintezei acizilor graşi hepatici şi a colesterolului, precum şi oxidarea acizilor graşi hepatici, care scad nivelurile de colesterol plasmatic(21,22). Acizii graşi saturaţi cresc nivelul de miR-122 circulant şi reduc nivelul de miR-122 în hepatocite, ceea ce ar putea fi rezultatul secreţiei crescute de miR-122(23).

Pe de altă parte, miR-33a şi miR33b sunt cotranscrise împreună cu genele SREBP1 (sterol regulatory element-binding protein 1) şi SREBP2, care sunt reglatori ai lipogenezei de novo şi ai biosintezei colesterolului. Ele sunt, de asemenea, esenţiale în sinteza HDL (high density lipoproteine) prin reglarea genei ApoA1 (apolipoproteina A1) şi legarea colesterolului(24). Prin urmare, ele contribuie la modularea căilor metabolice ale acizilor graşi, ale colesterolului şi în sinteza insulinei. Inhibarea acestor miRNA duce la creşterea sensibilităţii la insulină, la creşterea b-oxidării şi a nivelurilor circulante de HDL, precum şi la reducerea acumulării de lipide în plăcile arteriale, motiv pentru care sunt propuse ca potenţiale ţinte terapeutice nu numai pentru NAFLD, ci şi pentru managementul sindromului metabolic(25).

miR-21 este unul dintre miRNA cel mai bine studiate din ser şi ficatul pacienţilor cu NASH cu fibroză şi carcinom hepatic(26). În NAFLD, miR-21 reglează trigliceridele, colesterolul liber şi nivelul colesterolului total, proces realizat de către 3-hidroxi-3-metilglutaril coenzima A reductază (HMGCR)(27). De asemenea, creşterea nivelului de miR-21 inhibă proteina de legare a acizilor graşi 7 (FABP7), care induce în mod considerabil absorbţia de acizi graşi şi acumularea de lipide(28).

S-a observat alterarea moleculară a profilului de expresie al miRNA în ţesutul NAFLD, în special pentru miR-21-5p, miR-34a-5p şi miR-130a-5p; suprareglarea lor în probele de ţesut peritumoral şi tumoral a fost asociată cu progresia spre carcinom hepatocelular la pacienţii cu NAFLD. S-a observat o diferenţă semnificativă între vârsta medie la diagnostic între cele două loturi studiate (NAFLD şi carcinom hepatocelular asociat cu NAFLD), cu o diferenţă de 18 ani în favoarea carinomului hepatocelular asociat NAFLD, sugerând că progresia de la NAFLD la carcinomul hepatocelular este un proces lung în care s-ar putea aplica strategii adecvate de screening(29).

S-a demonstrat, de asemenea, într-un model murin, că extractul de Gynostemma pentaphylla (jiaogulan) Makino reduce trigliceridele hepatice şi compoziţia microbiotei intestinale, în special Firmicutes, prin reglarea descendentă a miR-34a, care controlează ARNm şi nivelurile de proteine ale genelor-ţintă HNF4 (hepatocyte nucleear factor 4), SIRT1 (sirtuina 1) şi PPAR (peroxizome proliferator-activated receptor)(30).

Expresia miRNA în intervenţiile nutriţionale

Aportul de lactate şi nutrienţii asociaţi pot modifica profilul miRNA

Elementele miRNA sunt unii dintre principalii regulatori epigenetici ai expresiei genelor. Reglarea miRNA şi a multor procese fiziologice este puternic influenţată de aportul alimentar. Rămâne neclar însă modul în care aportul de produse lactate şi nutrienţii săi modulează reglarea miRNA. Un studiu la adulţi sănătoşi a indicat că aportul de vitamina D ca nutrient principal în produsele lactate a fost asociat negativ cu nivelurile de expresie ale miR-1277 şi miR-144-3p(31). În plus, după suplimentarea cu vitamina D, nivelul de expresie al 136 miRNA a fost modificat şi s-a găsit o corelaţie pozitivă între nivelul seric al vitaminei D şi miR-532-3p şi miR-342-5p(32).

În plus, un studiu încrucişat randomizat a demonstrat acest lucru după consumul de cantităţi diferite (0,25, 0,5 şi 1 l) de lapte, nivelul de expresie al miR-29b fiind suprareglat(33).

Într-un studiu multidisciplinar, postintervenţie, la pacienţi cu hiperinsulinemie, s-a constatat că aportul de produse lactate modifică nivelurile miRNA. În general, 297 de tipuri de miRNA au fost exprimate diferenţial în plasmă, în intervenţia nutriţională adecvată de lactate (≤2 serviri/zi) faţă de cea bogată în lactate (≥4 serviri/zi). Dintre acestea, 137 miRNA au fost subexprimate şi 160 miRNA au fost supraexprimate. Cele mai subreglate au fost miR-652-3p, miR-106b-5p, miR-107 şi miR-93-5p, şi cele mai suprareglate miRNA au fost miR-223-3p şi miR-122-5p. S-a constatat că aceste miRNA, cele mai suprareglate şi subreglate, se asociază cu diabetul zaharat de tip 2. Cercetările ulterioare au indicat că reglarea miRNA se poate modifica prin aportul de lactate şi nutrienţii asociaţi, inclusiv calciu, vitamina D, proteina din zer şi cazeina(34).

După validarea miRNA prin qRT-PCR, nivelul de expresie miR-106-5p a fost crescut, fără a se observa modificări în miR-223-3p, miR-122-5p, miR-93-5p, miR-107 şi miR-652-3p după dieta bogată în lactate comparativ cu cea adecvată(34).

În analiza microarray la adulţii care au consumat doze mari de vitamina D (20.000-40.000 UI/săptămână, timp de 12 luni) s-a demonstrat că 136 de miRNA au fost exprimate diferenţial şi a fost găsită o corelaţie între vitamina D şi miR-532-3p(32).

Un alt studiu recent a indicat faptul că nivelul plasmatic al expresiei miR106b-5p şi miR-223-3p a fost crescut cu 80% după consumul de lapte (1-4 porţii/zi) comparativ cu grupul de control (baseline) la indivizii sănătoşi(35). În mod similar, un studiu experimental a demonstrat că, după aportul unei diete bogate în acizi graşi trans (3,7% din energia totală/zi), precum carnea şi produsele lactate, un nivel crescut de miR-223-3p a fost corelat pozitiv cu un nivel ridicat de proteină C reactivă în rândul bărbaţilor sănătoşi şi a crescut riscul de inflamaţie şi tulburări cardiovasculare(36).

În plus, alte studii oferă dovezi că miRNA s-ar putea modifica prin aport alimentar. De exemplu, nivelurile de expresie ale miR-146a, miR-150 şi miR-155 au fost puternic inhibate de 1,25(OH)2 D (forma bioactivă a vitaminei D), în special la şobolanii care sunt alimentaţi cu o dietă cu conţinut ridicat de grăsimi (45% grăsimi din energia totală) şi suplimentată cu vitamina D (15000 UI/kg de hrană, timp de 10 săptămâni)(37). Aportul de vitamina D a fost corelat negativ cu expresia miR-1277-5p şi miR-144-3p într-un studiu cohortă cu adulţi sănătoşi(31).

Analiza corelaţiei a indicat faptul că miR-122-5p şi miR-106-5p au fost corelate negativ cu nivelurile glicemiei à jeun, insulinei à jeun şi HOMA-IR după o dietă adecvată (≤2 serviri/zi). O corelaţie similară a fost găsită între miR-223-3p cu insulină à jeun şi HOMA-IR după o dietă bogată în lactate (≥4 serviri/zi)(34).

Un alt studiu de cohortă, de urmărire pe o perioadă de 30 de ani, a demonstrat că suprareglarea nivelului seric al miR-122-5p s-a corelat pozitiv cu rezistenţa la insulină în rândul pacienţilor cu diabet zaharat de tip 2, în comparaţie cu indivizii sănătoşi(38).

Grifola frondosa (Maitake) determină reducerea nivelului de expresie al miR-122 în ţesutul hepatic

Polizaharidele pot fi utilizate ca un potenţial agent hepatoprotector în tratamentul leziunilor hepatice acute. Cu toate acestea, mecanismul de bază care guvernează modul în care polizaharidele protejează împotriva leziunilor hepatice acute induse de lipopolizaharide/d-galactozamină (LPS/d-GalN) rămâne neclar. Pentru a investiga mecanismul, au fost studiate acţiunea şi căile antioxidative şi antiinflamatorii. Într-un studiu, s-au investigat efectele hepatoprotectoare ale polizaharidelor din ciuperca medicinală Grifola frondosa, obţinute din corpul fructifer al ciupercii, asupra leziunilor hepatice induse de LPS/d-GalN la şoareci. Activităţile alanin-aminotransferazei (ALT) şi aspartat-aminotransferazei (AST) şi nivelurile mediatorilor inflamatori ai factorului de necroză tumorală-α (TNF-α), interleukina (IL)-2, IL-6 şi proteina chemoatractantă monocitară-1 (MCP-1) au fost inhibate de Grifola frondosa. Activitatea mieloperoxidazei (MPO) induse de LPS/d-GalN şi conţinutul de malondialdehidă (MDA) au fost inhibate de Grifola frondosa. Nivelurile de superoxid-dismutază (SOD) şi glutation (GSH) au fost suprareglate de Grifola frondosa. Grupul tratat cu Grifola frondosa a arătat niveluri reduse de expresie a miR-122 în ţesutul hepatic. Gena pentru factorul de transcripţie Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) a fost identificată a fi o ţintă potenţială pentru miR-122. Rezultatele Western blotting au arătat că Grifola frondosa atenuează leziunea hepatică acută indusă de LPS/d-GalN prin intermediul factorilor de transcripţie Nrf2, Nqo-1 şi HO-1 şi reducând factorul de transcripţie Keap-1 din calea de semnalizare Nrf2/ARE(39).

Nivelurile de expresie ale unor miRNA sunt modificate semnificativ după perioada de post alimentar

Este bine cunoscut că postul de lungă durată îmbunătăţeşte sănătatea metabolică, sporeşte capacitatea totală antioxidantă şi măreşte starea de bine. MicroARN-urile supraveghează homeostazia energetică şi procesele metabolice şi sunt utilizate pe scară largă ca biomarkeri circulanţi pentru a identifica starea metabolică. Un studiu din Grecia a investigat dacă nivelurile de expresie a douăzeci şi patru de miRNA asociate metabolismului sunt modificate semnificativ în urma postului pe termen lung şi dacă aceste modificări se corelează cu parametrii biochimici şi redox din plasmă. Treizeci şi doi de participanţi, cu un IMC mediu de 28 kg/m2, au realizat un post alimentar de 10 zile, cu un aport zilnic de 250 kcal, sub supraveghere medicală. Analizele RT-qPCR ale miRNA din plasmă au arătat că nivelurile a şapte miRNA (miR-19b-3p, miR-22-3p, miR-122-5p, miR-126-3p, miR-142-3p, miR-143-3p şi miR-145-5p) au fost modificate semnificativ după post. Important, s-a demonstrat că nivelurile de expresie ale acestor microARN se schimbă în direcţia exact opusă în stările patologice, inclusiv în obezitate, diabet, steatohepatită nealcoolică şi în bolile cardiovasculare. S-a observat că, dintre miRNA analizate, expresia miR-146-5p antiinflamatoare a afişat cele mai multe corelaţii cu nivelurile diferiţilor parametri biochimici şi redox. Analiza in silico a microARN-urilor asociate cu postul alimentar a demonstrat că acestea ţintesc căile de semnalizare intracelulară, cum ar fi mTOR, FoxO şi autofagia, precum şi interacţiunile matricei extracelulare (ECM) şi senescenţa celulară(40).

În planul nutriţional, de exemplu în cazul produselor lactate, rezultatele indică faptul că nivelurile de expresie miRNA sunt modificate după administrarea a patru porţii pe zi de lactate sau mai multe, comparativ cu două porţii pe zi sau mai puţin, pentru a scădea riscul potenţial de dezvoltare a hiperinsulinemiei prin modificarea căilor şi a nivelului de expresie al miRNA asociate cu boli metabolice.

În cazul utilizării de ciuperci medicinale, studiile au indicat că Grifola frondosa a fost foarte eficientă în inhibarea leziunilor hepatice şi poate fi un potenţial aliment terapeutic promiţător pentru terapia hepatică.

Numeroase studii recente prezintă rolul şi influenţa dietei asupra modificării expresiei genelor datorită proceselor epigenetice legate de microARN, care pot influenţa riscul de dezvoltare a bolilor cronice. Cu toate acestea, acest nou domeniu de studiu – nutrimiromica şi studiul interacţiunii nutrient-genă – merită explorat.

Concluzii

MicroARN-urile supraveghează homeostazia energetică şi procesele metabolice şi sunt utilizate pe scară largă ca biomarkeri circulanţi pentru identificarea stării metabolice.

MiRNA sunt o clasă de molecule de ARN endogen necodificatoare, de obicei implicate în reglarea posttranscripţională a genelor, prin inducerea degradării ARNm, sau reprimarea translaţională, prin legarea la un ARN mesager-ţintă. Ele pot fi controlate de factori de mediu şi dietetici (în special de nutrienţi izolaţi sau de compuşi bioactivi), ceea ce indică faptul că intervenţia nutriţională poate fi promiţătoare ca abordare terapeutică în modularea riscului de boli cronice.

MicroARN-urile circulante reprezintă cei mai buni candidaţi ca biomarkeri pentru diagnosticarea şi stadializarea NAFLD. Până în prezent, nicio farmacoterapie care vizează miRNA nu a fost aprobată pentru tratamentul NASH şi nicio astfel de terapie nu este în prezent în curs de dezvoltare clinică. Sunt necesare cercetări ample pentru a traduce contribuţia miRNA în NAFLD în strategii terapeutice inovatoare. Până atunci, intervenţiile nutriţionale sunt promiţătoare în ceea ce priveşte contribuţia miRNA în NAFLD şi patologiile metabolice asociate.

În intervenţiile de nutriţie personalizată pentru combaterea steatozei hepatice nealcoolice, ar fi absolut necesar de luat în considerare corelarea factorilor genetici cu aportul nutriţional.   

 

Conflict de interese: niciunul declarat.

suport financiar: niciunul declarat.

Acest articol este accesibil online, fără taxă, fiind publicat sub licenţa CC-BY.

 

Bibliografie

  1. Trefts E, Gannon M, Wasserman DH. The liver. Curr Biol. 2017;27(21):R1147–R1151. .

  2. Tamber SS, Bansal P, Sharma S, Singh RB, Sharma R. Biomarkers of liver diseases. Mol Biol Rep. 2023;50(9):7815-7823.

  3. Benedict M, Zhang X. Non-alcoholic fatty liver disease: an expanded review. World J Hepatol. 2017;9:715–32.

  4. Pan JJ, Fallon MB. Gender and racial differences in nonalcoholic fatty liver disease. World J Hepatol. 2014;6(5):274–283. 

  5. Ofosu A, Ramai D, Reddy M. Non-alcoholic fatty liver disease: controlling an emerging epidemic, challenges, and future directions. Ann Gastroenterol. 2018;31:288–95. 

  6. Younossi Z, Anstee QM, Marietti M, Hardy T, Henry L, Eslam M, et al. Global burden of NAFLD and NASH: trends, predictions, risk factors, and prevention. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017;15:11–20.

  7. Shida T, Oshida N, Oh S, Okada K, Shoda J. Progressive reduction in skeletal muscle mass to visceral fat area ratio is associated with a worsening of the hepatic conditions of non-alcoholic fatty liver disease. Diabetes Metab Syndr Obes Targets Ther. 2019;12:495–503.

  8. Dai G, Liu P, Li X, Zhou X, He S. Association between PNPLA3 rs738409 polymorphism and nonalcoholic fatty liver disease (NAFLD) susceptibility and severity: a meta-analysis. Medicine (Baltimore). 2019;98:e14324.

  9. Mazo DF, Malta FM, Stefano JT, Salles APM, Gomes-Gouvea MS, Nastri ACS, et al. Validation of PNPLA3 polymorphisms as risk factor for NAFLD and liver fibrosis in an admixed population. Ann Hepatol. 2019;18:466–71.

  10. MacFarlane LA, Murphy PR. MicroRNA: Biogenesis, Function and Role in Cancer. Curr Genomics. 2010;11(7):537–561. 

  11. Treiber T, Treiber N, Meister G. Regulation of microRNA biogenesis and its crosstalk with other cellular pathways. Nat Rev Mol Cell Biol. 2019;20:5–20.

  12. Butt AM, Raja AJ, Siddique S, Khan JS, Shahid M, Tayyab G-U-N, et al. Parallel expression profiling of hepatic and serum microRNA-122 associated with clinical features and treatment responses in chronic hepatitis C patients. Sci Rep. 2016;6:21510.

  13. Choo KB, Soon YL, Nguyen PNN, Hiew MSY, Huang CJ. MicroRNA-5p and -3p co-expression and cross-targeting in colon cancer cells. J Biomed Sci. 2014;21:1–14.

  14. Panera N, Gnani D, Crudele A, Ceccarelli S, Nobili V, Alisi A. MicroRNAs as controlled systems and controllers in non-alcoholic fatty liver disease. World J Gastroenterol. 2014;20:15079–86.

  15. Pirola CJ, Scian R, Gianotti TF, Dopazo H, Rohr C, Martino JS, et al. Epigenetic modifications in the biology of nonalcoholic fatty liver disease. Medicine (Baltimore). 2015;94:e1480.

  16. Turchinovich A, Weiz L, Langheinz A, Burwinkel B. Characterization of extracellular circulating microRNA. Nucleic Acids Res. 2011;39:7223–33.

  17. Enache L, Enache E, Ramière C, Diaz O, Bancu L, Sin A, et al. Circulating RNA molecules as biomarkers in liver disease. Int J Mol Sci. 2014;15:17644–66.

  18. Pirola CJ, Gianotti TF, Castanõ GO, Mallardi P, Martino JS, Ledesma MMGL, et al. Circulating microRNA signature in non-alcoholic fatty liver disease: from serum non-coding RNAs to liver histology and disease pathogenesis. BMJ Gut. 2015;64(2):112.

  19. Laudadio I, Manfroid I, Achouri Y, Schmidt D, Wilson MD, Cordi S, et al. A feedback loop between the liver-enriched transcription factor network and miR-122 controls hepatocyte differentiation. Gastroenterology. 2012;142:119–29.

  20. Becker PP, Rau M, Schmitt J, Malsch C, Hammer C, Bantel H, et al. Performance of serum microRNAs -122, -192 and -21 as biomarkers in patients with nonalcoholic steatohepatitis. PLoS One. 2015;10:e0142661.

  21. Esau C, Davis S, Murray SF, Yu XX, Pandey SK, Pear M, et al. miR-122 regulation of lipid metabolism revealed by in vivo antisense targeting. Cell Metab. 2006;3(2):87-98. 

  22. Krützfeldt J, Rajewsky N, Braich R, Rajeev KG, Tuschl T, Manoharan M, et al. Silencing of microRNAs in vivo with ‘antagomirs’. Nature. 2005;438:685–9.

  23. Chai C, Rivkin M, Berkovits L, Simerzin A, Zorde-Khvalevsky E, Rosenberg N, et al. Metabolic circuit involving free fatty acids, microRNA122, and triglyceride synthesis in liver and muscle tissues. Gastroenterology. 2017;153:1404–1538.

  24. Vega-Badillo J, Gutiérrez-Vidal R, Hernández-Pérez HA, Villamil-Ramírez H, León-Mimila P, Sánchez-Munoz F, et al. Hepatic miR-33a/miR-144 and their target gene ABCA1 are associated with steatohepatitis in morbidly obese subjects. Liver Int. 2016;36:1383–91.

  25. Davalos A, Goedeke L, Smibert P, Ramirez CM, Warrier NP, Andreo U, et al. miR-33a/b contribute to the regulation of fatty acid metabolism and insulin signaling. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108:9232–7.

  26. Benhamouche-Trouillet S, Postic C. Emerging role of miR-21 in non-alcoholic fatty liver disease. BMJ Gut. 2016;65:1781–3.

  27. Sun C, Huang F, Liu X, Xiao X, Yang M, Hu G, et al. miR-21 regulates triglyceride and cholesterol metabolism in non-alcoholic fatty liver disease by targeting HMGCR. Int J Mol Med. 2015;35:847–53.

  28. Ahn J, Lee H, Jung CH, Ha T. Lycopene inhibits hepatic steatosis via microRNA21-induced downregulation of fatty acid-binding protein 7 in mice fed a high-fat diet. Mol Nutr Food Res. 2012;56:1665–74.

  29. Rusu I, Pirlog R, Chiroi P, Nuţu A, BudisanL , Puia VR, Braicu C, Berindan-Neagoe I, Al Hajjar N. Distinct Morphological and Molecular Profiles of NAFLD and NAFLD-associated HCC Revealed by Immunohistochemistry and MicroRNA Analysis. J Gastrointestin Liver Dis. 2023;32(3):356-66.

  30. Jia N, Lin X, Ma S, Ge S, Mu S, Yang C, et al. Amelioration of hepatic steatosis is associated with modulation of gut microbiota and suppression of hepatic miR-34a in Gynostemma pentaphylla (Thunb.) Makino treated mice. Nutr Metab (Lond). 2018;15:86.

  31. Ferrero G, Carpi S, Polini B, Pardini B, Nieri P, Impeduglia A, et al. Intake of natural compounds and circulating microRNA expression levels: their relationship investigated in healthy subjects with different dietary habits. Front Pharmacol. 2020;11:619200. 

  32. Jorde R, Svartberg J, Joakimsen RM, Coucheron DH. Plasma profile of microRNA after supplementation with high doses of vitamin D3 for 12 months. BMC Res Notes. 2012;5:245–8.

  33. Baier SR, Nguyen C, Xie F, Wood JR, Zempleni J. MicroRNAs are absorbed in biologically meaningful amounts from nutritionally relevant doses of cow milk and affect gene expression in peripheral blood mononuclear cells, HEK-293 kidney cell cultures, and mouse livers. J Nutr. 2014;144:1495–500.

  34. Khorraminezhad L, Rudkowska I. Dairy Product Intake Modifies MicroRNA Expression among Individuals with Hyperinsulinemia: A Post-Intervention Cross-Sectional Study. Lifestyle Genomics. 2022;15:77–86. 

  35. Mutai E, Ramer-Tait AE, Zempleni J. MicroRNAs in bovine milk exosomes are bioavailable in humans but do not elicit a robust pro-inflammatory cytokine response. BMC ExRNA. 2020;2(1):1–9.

  36. Desgagné V, Guay SP, Guérin R, Corbin F, Couture P, Lamarche B, et al. Variations in HDL-carried miR-223 and miR-135a concentrations after consumption of dietary trans fat are associated with changes in blood lipid and inflammatory markers in healthy men - an exploratory study. Epigenetics. 2016;11:438–48.

  37.  Karkeni E, Bonnet L, Marcotorchino J, Tourniaire F, Astier J, Ye J, et al. Vitamin D limits inflammation-linked microRNA expression in adipocytes in vitro and in vivo: a new mechanism for the regulation of inflammation by vitamin D. Epigenetics. 2018;13:156-62.

  38. Mononen N, Lyytikainen LP, Seppala I, Mishra PP, Juonala M, Waldenberger M, et al. Whole blood microRNA levels associate with glycemic status and correlate with target mRNAs in pathways important to type 2 diabetes. Sci Rep. 2019;9:1–14.

  39. Meng M, Zhang R, Han R, Kong Y, Wang R, Hou L. The polysaccharides from the Grifola frondosa fruiting body prevent lipopolysaccharide/D-galactosamine-induced acute liver injury via the miR-122-Nrf2/ARE pathways. Food Funct. 2021;12(5):1973-1982.

  40. Ravanidis S, Grunndler F, Wilhelmi de Toledo F, Dimitriou E, Tekos F, Skaperda Z, Kouretas D, Doxakis E. Fasting-mediated metabolic and toxicity reprogramming impacts circulating microRNA levels in humans. Food Chem Toxicol. 2021;152:112187. 

Articole din ediţiile anterioare

CERCETARE | Ediţia 1 1 / 2023

Utilizarea Inteligenţei Artificiale în practica dieteticienilor: beneficii, neajunsuri şi provocări

George Vrapcea

Tehnologia a avansat semnificativ în ultimii ani. Una dintre aceste tehnologii este Inteligenţa Artificială (IA), care a devenit recent disponibilă...

28 aprilie 2023
REVIEW | Ediţia 2 2 / 2023

Evaluarea statusului nutriţional în boala cronică de rinichi – riscul de denutriţie şi intervenţia medicală preventivă

Roxana‑Adriana Stoica, Cătălina Mihăilă, Laura Carina Tribus, Cristian Serafinceanu

Denutriţia protein-calorică este o patologie cu implicaţii importante ce pot apărea în rândul persoanelor cu boală renală cronică (BRC), diagnostic...

30 iunie 2023
ARTICOL ORIGINAL | Ediţia 2 2 / 2023

Nutriţie comunitară de intervenţie în regiunea Munţii Rwenzori din Uganda

John Casillas, Karen Salazar Ledezma

Grupurile de oameni care trăiesc în Munţii Rwenzori sunt lăsate în urmă privind dezvoltarea nutriţională şi de securitate alimentară internaţională...

30 iunie 2023
STUDIU DE CAZ | Ediţia 1 1 / 2023

Intervenţie nutriţională şi stil de viaţă în gută sau pseudogută

Camelia-Florina Ştefănescu

Studiul de caz de faţă raportează un pacient de 47 de ani cu un istoric de trei luni de altralgii, la început doar la glezna dreaptă, ulterior şi l...

28 aprilie 2023