GENETICĂ

Terapia genică – modalitate terapeutică de mare actualitate

 Gene therapy – a highly topical therapeutic method

First published: 26 aprilie 2017

Editorial Group: MEDICHUB MEDIA

DOI: 10.26416/FARM.175.2.2017.672

Abstract

Personalized therapy and the prescription of innovative drugs are constant issues in the research objectives of the many medical specialties and, as a consequence, are the subjects of scientific articles published in the recent years. Gene therapy calls for knowledge and studies of great refinement, possible due to the utilization of cutting-edge technologies, with which there can be run thorough studies on genes, cellular processes, on the mechanisms that binds the two crucial disciplines – biochemistry and genetics –, in order to obtain good results in the treatment and prevention of metabolic disorders. The influence of the environment in which we live in has on the genetic expression makes possible the human intervention, with positive effects, through nutrition.

Keywords
nutrition, genome, diabetes mellitus

Rezumat

Terapia personalizată și prescrierea de medicamente inovatoare sunt prezențe constante în obiectivele de cercetare ale multora dintre disciplinele medicale și, ca urmare, sunt subiecte ale articolelor științifice publicate în ultimii ani. Terapia genică face apel la cunoștințe și studii de mare rafinament, posibile datorită utilizării unor tehnologii de ultimă oră, cu ajutorul cărora se pot face studii aprofundate asupra genelor, proceselor celulare, mecanismelor care leagă două dintre științele cruciale – biochimia și genetica –, pentru a obține rezultate în prevenirea și tratarea bolilor metabolice. Influența pe care o are mediul în care trăim asupra expresiei genice face posibilă intervenția umană cu efect pozitiv prin intermediul nutriției.

Pornim în abordarea acestui subiect de la realități ale stării de sănătate cu impact economic, ca de exemplu faptul că pe plan mondial cheltuielile medicale determinate de obezitate sunt enorme, însumând, în afara cheltuielilor directe din sistemul medical (spitalizare, tratament medicamentos etc.), și costurile economice indirecte (mortalitate, morbiditate, scăderea productivității, impactul asupra calității vieții etc.).

Importanța studiului nutrigeneticii, ca interacțiune dintre mediu și genomul individual, este determinată de implicațiile efectelor acestei interacțiuni, efecte vizibile atât în erorile metabolice înnăscute, cât și în bolile multifactoriale (hipertensiunea arterială, diabetul, dislipidemiile, obezitatea etc.), care în ultimele decade au o prevalență majoră.

Diferențele nutritive, determinate și ele genetic, au dus la realizarea unui număr din ce în ce mai mare de studii asupra modului în care are loc interacțiunea dintre alimente și gene, pornind de la ideea modificării funcționalității genelor. În acest fel a apărut o nouă ramură a geneticii, genomica nutrițională, care studiază interacțiunea complexă dintre genom și nutrienți. Studiile actuale fac corelații între interacțiunile funcționale dintre alimente și genom la toate cele trei niveluri: molecular, celular și sistemic. Prin intermediul nutrigenomicii este utilizată o gamă foarte variată de tehnologii care încearcă să elucideze modul în care programarea genetică celulară operează în celule și țesuturi. Punctul de plecare pentru cercetarea nutrigenomică a constituit-o secvențierea genomului uman, realizată în cadrul unui proiect de cercetare internațională de mare anvergură (Human Genome Project). Ceea ce se cunoaște în acest moment este faptul că problemele determinării mecanismelor de control homeostatic impuse de o anumită dietă se datorează, pe de o parte, diferențelor nutriționale specifice și, pe de altă parte, complexității genomului uman.

Genomul uman este format din 35000-40000 de gene. Din activitatea acestor gene rezultă un număr de aproximativ 100000 de proteine, proteine care, în urma proceselor metabolice celulare, vor determina apariția unui număr enorm de metaboliți, de ordinul sutelor de mii de compuși.

Complexitatea compoziției alimentelor are specificități multiple induse de locul în care au fost cultivate, de la climă la tipul de sol, de anotimp, de modalitățile gastronomice de preparare.

La nivel molecular, interacțiunea dintre nutrienți și gene este mediată prin factorii de transcripție nucleară. Structura moleculară a nutrienților determină mici schimbări de structură care au o influență profundă asupra căii de semnalizare activate, dar, pe de altă parte, s-a observat că nutrienți înrudiți pot avea efecte diferite asupra funcțiilor celulare. Un exemplu în acest sens pot fi acizii grași polinesaturați, despre care se știe că acizii grași polinesaturați w3 au un efect pozitiv asupra aritmiilor cardiace, acizii grași polinesaturați w6 scad LDL colesterolul, iar acizii grași saturați C:16-C:18 nu au niciun efect.

În privința legăturii dintre nutriție, structura genomului uman și prezența bolilor metabolice (obezitatea, dislipidemiile și diabetul zaharat) este bine cunoscut în acest moment faptul că apariția diabetului zaharat de tip 2 are o componentă genetică, componentă care poate fi prevenită sau care se poate încerca să fie întârziată atât prin modificări dietetice, cât și prin creșterea nivelului de activitate fizică. Stilurile de viață moderne și modul în care sunt preparate alimentele duc la o predispoziție către apariția diabetului zaharat de la vârste mici, ceea ce arată existența unei probleme la nivelul întregii societăți și conduce la necesitatea unei abordări a acestei boli la un nivel superior celui individual.

Un studiu efectuat de Universitatea din Cambridge asupra consumului de grăsimi saturate și polinesaturate și asupra incidenței diabetului zaharat de tip 2 a arătat că nu se poate obține o imunizare pe cale genetică la impactul efectelor diabetului zaharat. Până în acest moment s-a realizat identificarea cauzelor monogenice de obezitate sau diabet, mutații genetice care se asociază cu obezitate severă în anumite familii sau forme de MODY (Maturity Onset Diabetes in Youngs), boli în care genele au fost identificate, dar aceste forme sunt rare în populație. Scanări ale întregului genom au dus la identificarea mai multor regiuni ce conțin gene care contribuie la forma comună poligenică de diabet zaharat de tip 2. În revistele de specialitate sunt descrise cinci regiuni care sunt responsabile de peste 70% din susceptibilitatea pentru diabetul zaharat.

Dintre genele cu posibile implicații, o mare atenție se acordă genei PPAR gama (Peroxizome Proliferator Activator Receptor Gamma), care este posibil să participe și în interacțiuni nutrienți-gene. PPAR gama este un receptor nuclear implicat în lipidogeneza și în metabolismul lipidic. Ligandul natural al acestui receptor este un acid gras, iar gradul de afinitate este modulat de concentrația serică a acizilor grași, la rândul ei influențată de ingestie. Anumite mutații ale acestei gene determină insulinorezistența, în timp ce unele polimorfisme comune afectează insulinosensibilitatea.
De exemplu, diferite genotipuri ale PPAR gama determină niveluri diferite de insulinemie à jeun ca răspuns la o dietă cu același conținut de grăsimi. Polimorfismul este asociat cu sensibilitatea crescută la insulină, risc scăzut de diabet zaharat de tip 2, creșterea masei corporale. De aici apare ideea necesității realizării unor noi studii care să demonstreze rolul etiologic al PPAR gama, studii în care subiecții să fie înrolați după evaluarea prealabilă a genotipului.

Rezultatele unor studii legate de variațiile geografice arată că fundamentul etiopatogenic al diabetului zaharat de tip 2 este reprezentat de interacțiunea dintre gene și mediu. Continuarea cercetărilor în acest domeniu necesită implicarea activă a industriei alimentare și realizarea de studii cu fundament farmacogenetic, care în final să permită individualizarea pe baze genetice a sfaturilor nutriționale.

Ca o concluzie, este evident că răspundem diferit la alimentele pe care le consumăm. Dezvoltarea nutriției personalizate are implicații directe și importante în prevenirea bolilor, în recomandarea unei anumite terapii, de aceea este esențială înțelegerea modurilor în care are loc interacțiunea nutrient-genă și impactul acestor interacțiuni asupra fenotipului, cu scopul de a identifica modalitățile de nutriție optime. Pentru bolile cu impact crescut asupra sănătății publice, asemenea teste dobândesc o valoare și mai mare, prin posibilitatea stabilirii unor programe de prevenire cu impact populațional.  

Bibliografie

  1. Gaynor M.L. – Terapia genică, pentru sănătate și longevitate, editura Litera, 2016, ISBN 978-606-33-0721-8.
  2. http://www.psihomedica-cluj.ro/nutrigenetica-si-nutrigenomica/2017
  3. Nutrigen, un proiect românesc de aproape 9 milioane de lei, Politici de sănătate, 2016, ISSN 2501-2584 / ISSN-L 2501-2576.
  4. http://www.psihomedica-cluj.ro/nutrigenetica-si-nutrigenomica/
  5. Michael Fenech, Ahmed El-Sohemy, Leah Cahill, Lynnette R. Ferguson, Tapaeru-Ariki C. French, E. Shyong Tai, John Milner, Woon-Puay Koh, Lin Xie, Michelle Zucker, Michael Buckley, Leah Cosgrove, Trevor Lockett, Kim Y.C. Fung,a and Richard Head a – Nutrigenetics and Nutrigenomics viewpoints the current status and applications in nutrition research and practice, Journal of Nutrigenetics and Nutrigenomics, 2011, July 4(2): 69-89.
  6. http://www.nutrigenetics.net/2017.
  7. Ayman Zaky Elsamanoudya, b, Moustafa Ahmed Mohamed Neamat-Allahb, Fatma Azzahra’ Hisham Mohammadb, Mohammed Hassaniena, c, Hoda Ahmed Nadab – The role of nutrition related genes and nutrigenetics in understanding the pathogenesis of cancer, Journal of Microscopy and Ultrastructure, volume 4, issue, 3, 2016, 115-122.

Articole din ediţiile anterioare

FARMACOLOGIE | Ediţia 3 188 / 2019

Suportul nutriţional. Nutriţia parenterală (1)

As. Univ Cristina Daniela Marineci, Emil Ștefănescu, Prof. Univ. Dr. Cornel Chiriţă

Malnutriţia scade capacitatea organismului de a funcţiona corect şi de a se recupera din afecţiuni patologice. Când pacienţii nu îşi pot îndeplini ...

24 mai 2019
FARMACOTERAPIE | Ediţia 2 187 / 2019

Noi perspective asupra tratamentului cu antidiabetice orale

Andreea-Daniela Meca, Liliana Mititelu Tarțău, Eliza Grațiela Popa, Carmen Gafițanu, Andreea Crețeanu, Maria Bogdan

Diabetul zaharat este o afecţiune cronică, genetică sau dobândită, caracterizată de incapacitatea organismului de a regla nivelurile glucozei din s...

25 aprilie 2019
FITOTERAPIE | Ediţia 2 187 / 2019

Utilizarea fitoterapiei în diabetul zaharat

Emilia-Adriana Şmalberger, Sebastian Mihai, Laura Bucur

Scopul acestui studiu este de a readuce în lumină fitoterapia, utilizată larg în medicina tradiţională. Utilizarea produselor pe bază de plante med...

25 aprilie 2019
FARMACOLOGIE | Ediţia 4 189 / 2019

Suportul nutriţional. Nutriţia enterală (2)

As. Univ Cristina Daniela Marineci, Prof. Univ. Dr. Cornel Chiriţă

Suportul nutriţional enteral este mai des utilizat decât cel parenteral, pentru că e mai lipsit de riscuri şi mai uşor de realizat. Deoarece malnut...

25 septembrie 2019