Je leest:

Elke eter de juiste hap

Elke eter de juiste hap

Auteur: | 30 oktober 2001

In de toekomst zullen speciaal gemaakte voedingsmiddelen een sleutelrol spelen in de strijd tegen tal van ouderdomsziekten. Voor de ontwikkeling van dergelijke functional foods zal de kennis van het menselijke genoom en de functie daarvan een sterke stimulans zijn. De ontwikkeling van genezen naar preventie.

Genomics omvat meer dan het in kaart brengen van het erfelijk materiaal van de mens. Nu deze klus zo goed als geklaard is en de ongeveer dertigduizend menselijke genen in grote lijnen bekend zijn, verschuift het onderzoeksfront naar de werking van genen.

Van de meeste genen is de werking namelijk nog onbekend. Vaak moet nog worden uitgezocht wat de functie is van de eiwitten waarvoor zij de code dragen. Het onderzoek naar de werking van genen (functional genomics) is in een stroomversnelling geraakt door de opkomst van zogeheten micro-arrays; daarmee kan de activiteit van duizenden genen tegelijkertijd worden geanalyseerd.

Farmaceutische en biotechnologiebedrijven vormen op dit moment de stuwende krachten achter de toepassing van genomics. Veel van de kennis en technieken die zij ontwikkelen, zijn echter ook bruikbaar voor de voedingsmiddelenindustrie.

Genomics in dienst van de voeding – in stijl ‘nutrigenomics’ genoemd – houdt een grote belofte in voor deze industrietak. Het kan een belangrijke impuls geven aan de ontwikkeling van zogenaamde functional foods, levensmiddelen die aan een goede gezondheid bijdragen doordat er biologisch actieve ingrediënten aan zijn toegevoegd.

Tot nu toe werden dergelijke ingrediënten gevonden of ontwikkeld op basis van al bestaande kennis. De concepten en werkingsmechanismen waren – vanuit de medische wereld – al bekend. Zulke stoffen worden, in een krachtiger vorm, al als medicijn gebruikt.

Van genezen naar preventie

Genexpressie meten. In alle cellen staan bepaalde bepaalde genen ‘aan’ of ‘uit’ (ze komen al dan niet tot expressie). Genen in zieke cellen (bijv. darmtumorcellen) komen vaak op een andere manier (hoger of lager) tot expressie. Gezonde en zieke darmcellen die in kweek zijn gebracht, worden blootgesteld aan voedingcomponenten. Mogelijk schakelen die stofjes bepaalde genen aan of uit. DNA-micro-array(onder). De hoeveelheid mRNA die vervolgens in de verschillende omstandigheden tot expressie komt, kun je meten met behulp van een DNA-micro-array (‘DNA-chip’).

Een veelbelovende toepassing van genomics ligt dan ook in het opsporen van nieuwe, gezondheidsbevorderende stoffen. Nu vanuit het onderzoek naar het menselijke genoom de kennis van ziekteprocessen sterk groeit, wordt duidelijk hoe ziekten niet alleen kunnen worden genezen, maar ook hoe ze te voorkomen. Waar de farmaceutische industrie zich richt op genezen met behulp van medicijnen , zal via gezondere voeding steeds meer kunnen worden gewerkt aan het voorkomen van ziekten . Hierbij moet vooral gedacht worden aan chronische ziektes die zich op latere leeftijd openbaren, zoals hart- en vaatziektes, bepaalde vormen van kanker, diabetes, overgewicht, enzovoort.

Van bepaalde vormen van kanker is bekend dat de rol van voeding bij het ontstaan ervan groot is. Bij darmkanker wordt de bijdrage van voeding op 66-75% geschat. Dit betekent dus dat, door de voeding te veranderen, veel kan worden gedaan om dit soort tumoren te voorkomen. Hoe vind je nu voeding of voedingscomponenten die beschermen tegen darmkanker?

Veranderingen in genactiviteit

Invloed additieven meten. Gezonde en zieke darmcellen die in kweek zijn gebracht, worden blootgesteld aan voedingsadditieven. Mogelijk schakelen die stofjes bepaalde genen aan of uit. De veranderingen in genexpressie in gezonde cellen kun je zo vergelijken met die in darmtumoren. Zo krijg je een indruk van de cellulaire processen die worden beïnvloed door deze voedingcomponenten.

Ook hier kan genomics helpen. Bij darmkanker kun je met behulp van eerdergenoemde DNA-arrays de activiteit van de genen in een darmtumor vergelijken met die in gezond darmweefsel en de verschillen opsporen. Op die manier kun je de genen identificeren die bij de ontwikkeling van darmkanker betrokken zijn.

Dezelfde veranderingen in genactiviteit kun je echter ook gebruiken om de werking van bepaalde voedingsingrediënten te evalueren. Genen in verschillende weefsels zijn niet even actief. Zo kunnen in gezonde darmcellen bepaalde genen ‘uit’ staan (in vaktermen: ze komen niet tot expressie), terwijl dezelfde genen in darmtumorcellen juist ‘aan’ staan (ze komen wel tot expressie). Gezonde en zieke darmcellen die in kweek zijn gebracht, worden blootgesteld aan voedingsadditieven. Mogelijk schakelen die stofjes bepaalde genen aan of uit. De veranderingen in genexpressie in gezonde cellen kun je zo vergelijken met die in darmtumoren. Zo krijg je een indruk van de cellulaire processen die worden beïnvloed door deze voedingcomponenten.

Het fraaie is natuurlijk dat niet alleen de veranderingen in expressie van één of enkele genen gemeten worden maar van van duizenden genen tegelijk. Zeer veel verschillende cellulaire processen kun je zo tegelijkertijd bestuderen.

Ongezonde componenten

Ook vanuit de andere kant kan genomics helpen voeding gezonder te maken: je kunt er ongezonde componenten in voeding mee opsporen. Tientallen mechanismen kunnen leiden tot of bijdragen aan de vorming van darmkanker: ze beschadigen het erfelijke materiaal direct, ze zetten onschadelijke stoffen om in schadelijke verbindingen, ze zetten aan tot chronische ontstekingen, ze reageren met anti-oxidanten, ze beschadigen beschermende enzymen, enzovoorts. Functional genomics biedt de mogelijkheid om veel van deze processen in één enkel experiment te bestuderen, zodat ‘verkeerde’ verbindingen makkelijker kunnen worden opgespoord.

Een andere toepassing ligt op het terrein van ‘genotyping’. Omdat mensen genetisch van elkaar verschillen, reageren ze soms anders op bepaalde voedingsstoffen. Dat is niet anders dan voor geneesmiddelen. Dit is overduidelijk in de relatie tussen lichaamsgewicht en voedingsgewoonte. Natuurlijk word je van veel eten dik, maar er zijn mensen die maar door kunnen eten zonder een kilo aan te komen, terwijl pechvogels ieder gebakje terug zien op de weegschaal. De oorzaak hiervan ligt voor een groot deel in de erfelijke aanleg, dus in de genen.

Nu is het in het algemeen niet zo dat bepaalde mensen sommige genen missen, maar subtiele veranderingen in een gen (d.w.z. veranderingen in de DNA-basevolgorde) kunnen er al toe leiden dat een gen of het bijbehorende eiwit op een andere manier gaat functioneren. Omdat DNA de erfelijke boodschap voor eiwitten bevat, leidt één foute DNA-bouwsteen (een base) vaak al tot een foute eiwitbouwsteen (een aminozuur). En dat zorgt er op zijn beurt in veel gevallen weer voor dat het eiwit verkeerd functioneert. Is het eiwit bijvoorbeeld een enzym of een receptor, dan werkt het dikwijls niet goed meer.

Grote gevolgen

Kleine erfelijke defecten kunnen zo grote gevolgen hebben voor de gezondheid in het algemeen, en dus ook op de manier waarop ons lichaam omgaat met voedsel. Zo hebben mensen die de genafwijking hebben die verantwoordelijk is voor familiaire hypercholesterolemie een veel hoger cholesterolgehalte dan normaal. Zij lopen daardoor een groter risico om voortijdig een hartinfarct te krijgen. Je kunt je voorstellen dat zij baat kunnen hebben bij specifieke, speciaal voor hen ontworpen voeding.

Door de ontwikkelingen in het genoomonderzoek wordt het al met al steeds gemakkelijker om voedingsmiddelen te ontwikkelen voor mensen met een bepaald genetisch profiel. ‘Elke patiënt de juiste pil’, voorspelde Allan Roses in het vorige nummer, naar aanleiding van ontwikkelingen in de farmacogenomics. Die zelfde lijn kunnen we op termijn ook doortrekken naar de voeding: ‘Elke eter de juiste hap’ als ultiem doel.

Meer weten over biotechnologie?

Dit artikel is een publicatie van Natuurwetenschap & Techniek.
© Natuurwetenschap & Techniek, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 30 oktober 2001
NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.