Ο επιγενετικός ρόλος της διατροφής στα παιδιά και τους εφήβους: Συστηματική ανασκόπηση

Γκιουλέκα, Μαρία

The epigenetic role of nutrition in children and adolescents: A systematic review

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Γκιουλέκα, Μαρία

Date

2023-05-29

Advisor

Vassilakou, Tonia

Main Article (2.167Mb)

Keywords

Επιγενετική ; Διατροφή ; Παιδιά ; Έφηβοι ; Μεθυλίωση ; Ακετυλίωση ; Μη-κωδικοποιούντα RNAs ; MicroRNAs ; Ιστόνες ; Μεταφραστικές τροποποιήσεις ; Επιγενετικοί μηχανισμοί

Abstract

Εισαγωγή: Η διατροφή συνιστά πρωταρχικό καθοριστή της κατάστασης της υγείας των πληθυσμών. Η Επιγενετική μελετά τις αιτιολογικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των γονιδίων και των βιολογικών προϊόντων τους, με τους μηχανισμούς της να πυροδοτούν τροποποιήσεις στην έκφραση των γονιδίων, χωρίς να προκαλούν αλλαγές στην αλληλουχία του DNA. Σκοπός: Η διερεύνηση της επιγενετικής επίδραση της διατροφής των παιδιών και των εφήβων στην ανάπτυξη και την υγεία τους. Υλικό και Μέθοδος: Πραγματοποιήθηκε συστηματική ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σύμφωνα με τις αρχές του PRISMA. Η αναζήτηση έγινε στις βάσεις δεδομένων PubMed, Cochrane, Science Direct, Scopus, Google Scholar με καταληκτική ημερομηνία αναζήτησης τις 31/05/2022. Μετά από έλεγχο και αποκλεισμό των μη συναφών μελετών ανασκοπήθηκαν 14 άρθρα. Αποτελέσματα: Βρέθηκαν δεκατέσσερις πρωτογενείς μελέτες, 7 παρατήρησης και 7 παρέμβασης που πληρούσαν τα κριτήρια της ανασκόπησης. Δύο από τις μελέτες αφορούν στις επιγενετικές τροποποιήσεις που προκύπτουν από τον συνδυασμό διατροφής και άσκησης, ενώ οι υπόλοιπες στον αποκλειστικό ρόλο των διατροφικών συστατικών. Δύο μελέτες αφορούν στη μείωση της σοβαρότητας του συνδρόμου Angelman μέσα από συγκεκριμένες διατροφικές παρεμβάσεις, τρεις μελέτες πραγματεύονται τη χρονική στιγμή έναρξης παρεντερικής διατροφής σε παιδιά νοσηλευόμενα σε ΜΕΘΠ (πρώιμη έναντι όψιμης), μία κλινική δοκιμή αφορά στην ανάλυση αλλαγών στο προφίλ μεθυλίωσης του DNA σε παιδιά με ΔΕΠΥ μετά από χορήγηση συμπληρώματος διατροφής και τρεις μελέτες αναδεικνύουν τους επιγενετικούς δείκτες ως νέα εργαλεία για την κατανόηση και πρόβλεψη της ανταπόκρισης ή μη των συμμετεχόντων στις διατροφικές παρεμβάσεις. Μία μελέτη αφορά στη σχέση μεταξύ διατροφικής πρόσληψης φυτικών ινών, μεθυλίωσης του DNA και εμφάνισης καρδιαγγειακών νοσημάτων, μία αναφορά πραγματεύεται το ρόλο των μικροθρεπτικών συστατικών σε παιδιά με άσθμα και τέλος, μία αναφορά μελετάει τη σχέση μεταξύ πρόσληψης βιταμίνης Β12 και διαφορικής μεθυλίωσης γονιδίων που εμπλέκονται στα μεταβολικά μονοπάτια εμφάνισης παχυσαρκίας, αντίστασης στην ινσουλίνη και ΣΔ. Συμπεράσματα: Στο μέλλον είναι πιθανή η δυνατότητα χρησιμοποίησης των επιγενετικών τροποποιήσεων ως εργαλείων πρόβλεψης της ανταπόκρισης σε παρεμβάσεις αλλαγής του τρόπου ζωής και η εφαρμογή εξατομικευμένων διατροφικών προσεγγίσεων.

Abstract

Introduction: Nutrition plays a crucial role in the quality of life and the total level of health of populations around the world. Epigenetics is the branch of Biology which studies the causal interactions between genes and their products, the mechanisms of which trigger alterations in gene expression and genome activity without causing modifications in the sequence of the DNA. Objective: To investigate the epigenetic impact of nutrition of children and adolescents on their health and development. Methods and material: A systematic review of the literature was conducted according to the PRISMA checklist. The search strategy was performed in 5 databases- PubMed, Cochrane, Science Direct, Scopus, Google Scholar; the end date of the search was the 31st/05/2022. After checking titles, abstracts and full texts and excluding non-relevant entries, 14 articles were included in this review. Results: Among the aforementioned 14 primary studies, seven were observational epidemiological studies and seven were interventional studies. Two of the studies examine the epigenetic alterations occurring from lifestyle interventions that combine changes both in nutrition and in physical activity, while the remaining 12 studies focus solely on the role of food components on the regulation of epigenetic mechanisms. Two of the studies investigate the possibility of alleviation of the severity of Angelman’s syndrome through methyl-group donating food interventions, three studies emphasize on the timing of initiation of parenteral nutrition (early vs late) in children and adolescents admitted in PICU and its impact on epigenetic modifications, one study analyzes the changes in the methylation profile in children with ADHD after the administration of food supplements and three of the eligible studies suggest the epigenetic markers as new tools for the comprehension and prediction of the participants’ response to the nutritional interventions. One study discusses the relationship between total dietary fiber intake, total methylation levels and the risk of developing cardiovascular diseases, one study analyzes the role of dietary micronutrients in the DNA methylation profiles of children with asthma and lastly, one study examines the interaction between the nutritional intake of B12 and the differentially methylated regions in the most important genes involved in the metabolic pathways of obesity, insulin resistance and T2DM. Conclusions: In the future, the identification of epigenetic biomarkers could become a very useful tool for either the diagnosis of chronic diseases or the prediction of responsiveness to personalized lifestyle changes, paving the way for new feasible diagnostic methods and novel therapies, suitable to apply in clinical practice.