Як харчуватися для своєї ДНК

Генетичне тестування. Персоналізовані вітаміни. ДНК-дієти. Якщо швидко розвивається область нутрігеноміки змінить спосіб їжі?

Проживши разом більше трьох десятиліть, ми з партнером Стівеном не могли бути більш схожими. Ми їмо однаково. Ми їдемо до спортзалу за тим же графіком. Кожен з нас міг поміститися, трохи потягнувшись, у джинси, які ми носили в коледжі. Стівен змирився з коротким появою на нашій кухні всіх минулих примх здорового харчування. (Пам’ятаєте паростки брокколі?) Мені подобається думати, що найкращим вибором є залитий вівсяний овес, нежирний йогурт, горіхи, тарілки, завалені різнокольоровою сумішшю овочів, шматочок темного шоколаду на десерт. У нас рівень холестерину повинен бути ідеальним. І під час недавнього візиту до лікаря мої були настільки хорошими, що навіть лікар був вражений.

Стівен ховався глибоко в небезпечній зоні.

"Гени", - вітряно пояснив лікар, коли Стівен заперечив проти несправедливості всього цього. Потім він написав Стівену рецепт на препарат, що знижує рівень холестерину.

Можливо, ми все-таки не такі схожі. Чи "погані" гени Стівена проклинали його високим рівнем холестерину, незважаючи на те, що він дотримувався найздоровішої дієти? І чи означали "хороші" гени, що я можу поласувати шкідливою їжею, якщо я так захочу, і при цьому залишатись здоровим? А як щодо впливу конкретних продуктів харчування? Чи повинні ми дотримуватися різних дієт, менше цього для нього, більше для мене?

Мої запитання привели мене до нової науки про харчову геноміку (яка називається нутрігеноміка) - вивчення взаємодії між генами та дієтою. Останні дослідження показують, що взаємодія між ДНК та дієтою може мати потужний вплив на те, що ми любимо їсти (гіркі овочі чи солодощі), чому одні люди товстіють, а інші худіють, чому у деяких розвивається діабет, а у інших ні, чому певні люди чують каву, а інші не страждають - і так, чому двоє людей, які дотримуються однакової дієти, можуть закінчити рівень холестерину в протилежних крайнощах. Вже існує більше 30 компаній, які пропонують певний тип генетичного скринінгу та персоналізовані рекомендації щодо харчування. Чи повинні ми зі Стівеном пройти один із цих тестів, який зазвичай включає мазок щоки на ДНК та заповнення деяких анкет, щоб з’ясувати це? Перш ніж обстрілювати десь від $ 300 до $ 2500 за тест, я вирішив ще трохи копати.

Подобається Солодощі? Звинувачуйте своїх бабусь і дідусів

У 2002 році проект «Геном людини» завершив приголомшливе завдання: першу всебічну карту десятків тисяч генів, тих крихітних шматочків ДНК, які роблять нас людьми. Проте, наскільки високим було це досягнення, те, що дослідники виявили за ці роки, може бути ще більш важливим. Хоча всі ми маємо дуже схожі гени, існують сотні тисяч крихітних відмінностей. Ці генетичні варіації - те, що вчені називають однонуклеотидними поліморфізмами, або SNP - роблять кожного з нас унікальним різними способами, включаючи те, як наш організм реагує на різні типи їжі. Наприклад, один ген, виявлений у травні цього року, стимулює бажання їсти солодку їжу. Люди з певною формою цього гена постійно вживають більше цукру та солодких страв та напоїв, ніж ті, хто має дещо інший.

Чи може відкриття цього «гена ласунів» допомогти пояснити, чому деякі люди частіше страждають надмірною вагою? "Легко сказати, що люди товстіють, тому що вони їдять занадто багато", - сказав мені доктор філософії Девід М. Матч, коли я подзвонив йому в кабінеті в INSERM, Французькому інституті охорони здоров'я та медичних досліджень, в Париж. "Але це набагато складніше, ніж це".

Коли я добрався до Матча, він планував повернутися до Канади, де він виріс, і створити дослідницьку групу з питань харчової геноміки в Університеті Guвельфа в Онтаріо - одна з десятків таких груп, створених по всьому світу.

"Цифри досить приголомшливі: у всьому світі 1 мільярд людей мають надлишкову вагу, і 300 мільйонів з них страждають ожирінням", - сказав він. "Проблема поширюється, і до цих пір ми не змогли багато зробити, щоб її зупинити. Надія полягає в тому, що харчова геноміка може допомогти пояснити, чому деякі популяції особливо схильні до ожиріння, і, можливо, запропонувати кращі способи запобігання або лікування. "

Більше двох десятиліть дослідники припускають, що так звані "економні гени" можуть змусити деяких людей набирати вагу більше, ніж інші. Згідно з переважаючою теорією, певні популяції еволюціонували під час частих голодоморів, щоб мати особливо економні гени, що зберігають кожну зайву калорію енергії у вигляді жиру в організмі. Ці економні гени рятують життя, коли їжі бракує. Коли їжі достатньо, це може збільшити ризик потовщення у деяких людей. Індіанці Піма в Мексиці, наприклад, худі і дуже мало ризикують захворіти на діабет, коли продовжують харчуватися традиційною дієтою, яка багата квасолею, насінням і цільним зерном. Але коли індіанці Піма переїхали на південний захід США, де процвітають ресторани швидкого харчування, вони швидко почали страждати від надзвичайно високих показників ожиріння та діабету.

Дійсно, нові дослідження показують, що рівень, до якого неправильна дієта призводить до набору ваги, частково залежить від конкретних генів. Минулого року дані дослідження Framingham Heart Study, яке спостерігало за тисячами людей протягом двох поколінь у містечку Фремінгем, штат Массачусетс, виявили варіант гена, який робить людей, які його переносять, особливо сприйнятливими до збільшення ваги, коли вони їдять жирну дієту.

Але це набагато складніше, ніж виявлення лише одного гена для розуміння та вирішення епідемії ожиріння. "Наразі ми виявили більше 300 генів, які впливають на масу тіла та жирові відкладення", - пояснив Матч. Деякі впливають на апетит і ситість. Інші, здається, впливають на те, наскільки ефективно люди спалюють жир для отримання енергії.

Мій метаболізм, ваш метаболізм

Дослідникам ще далеко до розуміння всієї картини. Але нутрігеноміка починає пояснювати кілька загадкових таємниць. Розглянемо каву. Ряд досліджень пропонує докази того, що вживання яви знижує ризик серцево-судинних захворювань, швидше за все, внаслідок дії антиоксидантів та інших корисних сполук у зернах кави. Але декілька досліджень показують, що любителі кави, що вживають каву, мають більше, ніж середній ризик серцево-судинних захворювань, які чухають голови. Нутрігеноміка пропонує пояснення. У людей з генетичним варіантом, який спричиняє млявий метаболізм кофеїну, стимулятор затримується в крові довше, ніж зазвичай, де він може порушити нормальний серцевий ритм та підвищити артеріальний тиск, переважаючи будь-яку користь. Швидкі метаболізатори, навпаки, швидко очищають кофеїн від крові, але все одно користуються перевагами.

Цукровий діабет 2 типу пропонує ще один приклад. Кілька досліджень показують, що вживання занадто багато цукру та рафінованих вуглеводів - продуктів, пов’язаних із великими стрибками рівня цукру в крові - може призвести до діабету 2 типу. Але коли дослідники розглядають великі групи досліджуваних, чіткого зв'язку не виникає. Причиною може бути те, що лише деякі люди генетично чутливі до впливу цих продуктів на рівень цукру в крові.

Коли дослідники проводять великі дослідження та об’єднують дані, ставлячись до всіх суб’єктів так, ніби вони генетично схожі, такі відмінності зазвичай губляться в середніх показниках. Більше того, більшість рекомендацій щодо дієти ґрунтуються на таких дослідженнях. Тож поради можуть спрацювати для більшості людей, але не для всіх. "Дієтичні рекомендації базуються на середніх показниках для великих груп населення", - говорить доктор філософії Хосе Ордовас, який керує лабораторією харчування та геноміки в Університеті Тафтса в Бостоні і опублікував більше досліджень щодо дієти та взаємодії генів, ніж майже всі в цій галузі. "Те, чому вчить дієтологічна геноміка, полягає в тому, що не існує універсальної дієти, яка підходить для всіх".

Ідеальна дієта для профілактики серцево-судинних захворювань може суттєво відрізнятися у різних людей, говорить Ордовас, який вивчав біохімію холестерину ще до того, як його "підключили" до генетичних досліджень, відвідавши семінар Американської кардіологічної асоціації на цю тему в 1983 році. що деякі люди найбільш істотно знижують ризик серцево-судинних захворювань, дотримуючись нежирної дієти; інші живуть краще на дієті з підвищеним вмістом жиру (за умови, що вони вибирають здорові жири). Подібним чином дослідження показують, що деякі люди скидають кілограми на режимах з низьким вмістом жиру та високим вмістом вуглеводів; інші, здається, найкраще працюють на схемах з низьким вмістом вуглеводів та жиру. Генетичний скринінг з часом може визначити, хто є хто, дозволяючи лікарям пропонувати індивідуальні поради.

А як щодо таємниці під моїм власним дахом? Чи може нутрігеноміка пояснити, чому рівень холестерину у деяких людей відповідає здоровому харчуванню, а інші - ні? Тут теж є багато підказок. Вчені виявили одну генну варіацію, яка, здається, покращує користь поліненасичених жирів для здоров'я, наприклад, даючи людям, які її мають, більший приріст хорошого холестерину, коли вони їдять дієту, багату рослинними оліями. Здається, інший призводить до того, що рівень шкідливого холестерину зростає, коли люди їдять жирну дієту. "Варіанти гена під назвою APOE, який контролює метаболізм холестерину, здаються особливо важливими", - сказав мені Ордовас. Люди з однією генетичною картиною спостерігають значне падіння рівня холестерину, коли переходять на більш здорову дієту. Ті, хто має дещо інший малюнок, майже не отримують ніякої вигоди.

Тестувати чи не тестувати?

Результати, подібні до тих, які описував Ордовас, можуть колись дозволити лікарям заздалегідь знати, хто може контролювати рівень холестерину за допомогою більш здорової дієти, а хто, як і Стівен, також потребуватиме ліків, щоб контролювати їх кількість. Але майже всі дослідники, з якими я розмовляв, заявляли, що зарано пропонувати конкретні рекомендації щодо харчування, засновані на нутрігеноміці.

Хоча поширюйте Інтернет, і ви знайдете багато компаній, які вже роблять саме це. "Визначте свої успадковані генетичні варіації та зрозумійте, як вони впливають на ваше здоров'я та благополуччя", - проголошує Sciona, компанія, що базується в Денвері, на своєму непристойному веб-сайті. "Дізнайтеся, чи були зміни у вашому власному геномі пов’язані з генетичним ризиком для ряду поширених складних захворювань", - обіцяє інший під назвою deCODEme.com, що базується в Ісландії.

Більшість із цих компаній, що прямують до споживачів, використовують набори для тестування поштою, які дозволяють клієнтам збирати зразок власної ДНК мазком щоки та просити їх заповнити анкети, які задають питання про дієту, фізичні вправи та інші способи поведінки. Потім ДНК аналізують на генетичні варіанти, пов’язані з проблемами здоров’я, харчовими уподобаннями, спортивними показниками та іншими рисами. Щоб дізнатись більше, я зателефонував Розалін Гілл, доктору наук, молекулярному біологу та засновнику Sciona. За її словами, компанія нещодавно опублікувала дослідження, яке свідчить про те, що генетичний скринінг та персоналізовані рекомендації щодо харчування вже можуть допомогти людям більш успішно скинути кілограми.

Дослідники з Національного технічного університету в Афінах, Греція, провели експеримент із 93 добровольцями із зайвою вагою або ожирінням, які намагались і не змогли схуднути. Усім, хто брав участь у дослідженні, була дана однакова загальна порада щодо схуднення - дотримуватися середземноморської дієти на основі риби та птиці, бобових, свіжих фруктів, овочів та цільного зерна. (Їх також попросили дотримуватися рекомендованих вправ.) Крім того, 50 учасників дослідження отримали генетичний тест Сциони та додаткові персоналізовані поради щодо харчування на основі результатів. Наприклад, тим, у кого генна варіація ускладнює організм метаболізм фолієвої кислоти, вітаміну групи В, пов’язаного з меншим ризиком серцевих захворювань та деяких видів раку, рекомендується приймати добавку.

Метою дослідження було визначити, чи допоможе генетичний тест компанії гарантувати, що люди, які харчуються, отримують достатні поживні речовини, поки вони скорочують калорії, а не те, чи генетичне тестування сприятиме втраті ваги, пояснив Гілл. І, власне, жодна персоналізована порада з генетичних екранів, пов’язана з втратою ваги. Але коли дослідники підрахували цифри, з’явилося щось несподіване. Добровольці, які пройшли генетичний скринінг, схудли більше. Після майже року вони знизили свій ІМТ на 5,6 відсотка, в середньому, порівняно з 2,2 відсотками приросту серед контрольних суб'єктів. "Ми вважаємо, що генетичний скринінг, можливо, спонукав людей трохи більше дотримуватися здорової дієти", - сказав Гілл. "Якщо ви вважаєте, що рекомендації стосуються саме вас, ви набагато частіше сприймаєте їх близько до серця". Це може бути. Але той, хто вимагає більше 299 доларів США або більше для проведення ДНК-тесту, швидше за все, потребуватиме не лише мотиваційного стимулу.

Тест, запропонований Interleukin Genetics, іншою компанією, що проводить генетичний скринінг безпосередньо до споживача, аналізує гени, пов’язані із запаленням, яке, як вважають, є фактором ризику серцевих захворювань та інших проблем зі здоров’ям. "Якщо ви використовуєте ці варіанти, ви можете зменшити свій ризик за допомогою дієти або харчової добавки, яка зменшує запалення", - сказав мені Кеннет Корнман, доктор філософії, засновник компанії. Щоб перевірити цю ідею, Interleukin Genetics нещодавно співпрацював з компанією під назвою Nutrilite для створення такої добавки. (До складу таблеток входили шипшина, порошок чорниці та ожини, екстракт виноградної лози та інші речовини, пов’язані зі зменшенням запалення). приймав таблетки - або таблетки плацебо - щодня протягом 12 тижнів. Після прийому добавки деякі з тих, хто позитивно оцінив генний варіант, пов’язаний із підвищеним ризиком запалення, помітили падіння запальних маркерів. Однак для тих, хто пройшов негативний тест на цей генний варіант, прийом добавки не впливав на рівень запалення. Іншими словами, ДНК-тест успішно визначив людей, які отримали б найбільшу користь від прийому добавки.

"Якщо ви інвестуєте в дієтичні добавки для запобігання хронічним хворобам, таким як хвороби серця, - сказав мені Корнман, - такий тест може допомогти вам зробити найкращий вибір".

Тож чи настала ера нутрігеноміки? Я поставив це запитання Джиму Капуту, доктору філософії, який керує Відділом персоналізованого харчування та медицини Управління з контролю за продуктами та ліками. FDA створила новий підрозділ у 2006 році для просування наукових досліджень у галузі харчової геноміки. виміряйте як будь-яке хвилювання, яке викликало нове поле. Але коли я запитав Капута, чи готовий скринінг нутрігеноміки до прайм-тайму, його відповідь мене здивувала: "Моя особиста думка? Ще ні."

Одне з його занепокоєнь полягає в тому, що в даний час більшість компаній тестують лише кілька десятків варіантів генів. Дослідження вже показують, що сотні, навіть тисячі, можуть вплинути на те, як дієта впливає на ризик серцево-судинних захворювань або діабету - а гени, які сьогодні перевіряють компанії, можуть виявитися навіть не такими важливими, як тільки вся картина стане чіткішою. "Щоб вивчати харчову геноміку, ви повинні мати хороші дані про те, що люди насправді їдять, і ви повинні добре розуміти, як працюють гени", - сказав Капут. "У нас є багато роботи по обох пунктах". Він сказав мені, що частиною завдання нового підрозділу є покращення якості даних шляхом заохочення кращих досліджень. "Через п'ять років, я думаю, ми почнемо мати такі солідні дані, які нам дійсно потрібні, щоб зрозуміти зв'язки. "Потрібно більше часу, ніж пропонування корисних порад на основі того, що ми дізнаємось".

Етика всього цього

Сара Кацаніс, аналітик Центру генетики та державної політики в Університеті Джона Хопкінса, побоюється, що ризики домашніх наборів для генетичного тестування перевищують витрачання грошей на щось необґрунтоване жорсткою наукою. "Поряд з генетичними тестами, більшість компаній, що прямим споживачам, також розповсюджують інформацію та поради", - пояснила вона. Деякі фірми повідомлять вам, наскільки певні генетичні варіації збільшують ризик серцевих захворювань, діабету, дегенерації жовтої плями чи інших захворювань. Вони також дадуть вам рекомендації щодо зменшення ризику. "Але на даний момент майже немає федерального нагляду за заявами цих компаній", - сказав Кацаніс. Іншими словами, неможливо дізнатися, наскільки надійні ці тести. І оскільки компанії продають свої послуги безпосередньо споживачам, лікарі зазвичай не беруть участі в інтерпретації результатів.

Нещодавно, насправді, Каліфорнія заборонила генетичний скринінг безпосередньо споживачам, а штат Нью-Йорк надіслав попереджувальні листи, в яких стверджується, що тести, що надають медичну інформацію, повинні замовляти або, принаймні, контролювати медичні працівники. Зовсім недавно Каліфорнія ліцензувала дві компанії, які використовують внутрішніх лікарів для перегляду замовлень на обстеження. Чиновники охорони здоров’я заявляють, що додаткові компанії, ймовірно, отримають схвалення, оскільки держава розглядає їх заявки.

Навіть при відповідному медичному нагляді існує проблема конфіденційності. Генетично-скринінговий тест містить величезну кількість інформації про вас, включаючи варіанти, які можуть загрожувати вам серйозними захворюваннями. Оскільки компанії, що безпосередньо звертаються до споживачів, не є медичними особами, вони не зобов’язані дотримуватися Закону про переносимість та підзвітність медичного страхування (HIPAA), хоча в деяких штатах можуть існувати правила, які допомагають захистити конфіденційність споживачів. "Багато з цих компаній роблять все можливе, щоб захистити вашу приватність", - сказав Кацаніс. "Але це не гарантія". Дійсно, більшість компаній прямо заявляють на своїх веб-сайтах, що вони не можуть гарантувати конфіденційність. Небезпека полягає в тому, що якщо результати потрапляють не в ті руки, люди з ризиком генетичних захворювань можуть зазнати дискримінації на робочому місці або при зверненні до медичного страхування. Я виявив, що кілька сайтів пропонують електронну розсилку ваших генетичних результатів друзям та родині. Наскільки це безпечно?

Ми зі Стівеном гралися з ідеєю пройти тестування. Було б цікаво порівняти наші геноми, щоб побачити, чи не з’явилися якісь генні варіації, щоб пояснити таємницю наших різних номерів холестерину. Як обіцяли деякі веб-сайти, це було б навіть весело. "Познайомтесь із друзями та родиною за допомогою генетики", - заявила компанія 23andMe.com, одна з провідних фірм, що прямують до споживачів. "Додайте хвилювання до вашої родинної зустрічі".

Але чим більше ми думали про це, тим менше захоплювались. Питання конфіденційності нас лякало. Ціна - 1000 доларів за тест в середньому - здавалося, не варта того, що я дізнався. Нам не потрібно сканувати геном, щоб повідомити нам, що кількість холестерину Стівена не знизиться, незалежно від того, скільки мисок вівсянки він з'їсть. І коли ми переглянули персоналізовані рекомендації, які пропонують багато компаній, значна частина порад схожа на стандартні рекомендації щодо харчування.

Зрештою, коли дослідники краще зрозуміють, які генетичні варіанти є найважливішими, і саме те, як вони впливають на здоров’я, нутрігеноміка зможе запропонувати набагато більш конкретні поради. Поки що ми погодились відмовитись від генетичного тестування і продовжувати харчуватися так, як завжди. Очевидно, цього буде недостатньо, щоб стримати холестерин Стівена. Але шанси на те, що він пропонує нам безліч інших переваг, від зниження артеріального тиску до меншого ризику серцевих захворювань, діабету та певних форм раку. Гарне харчування також підтримує здорову вагу, що згодом полегшує активність - два важливі фактори у запобіганні хворобам.

А хто знає? Дослідження нутрігеноміки ще можуть виявити деяку їжу, яка є особливо сильною для тих, хто має особливий генотип Стівена.

Цікаво, чи хтось дивився на паростки брокколі.

Історія Пітера Джарета "Пошуки дієти проти старіння" (листопад/грудень 2007 р.) Отримала журналістську премію Фонду Джеймса Борода. Його остання книга - "Медсестра: Світ допомоги" (Університетська преса Еморі, 2008).