Nutrigenetikder Koronaren Herzkrankheit · Das Konzept der individualisierten Ernährungstherapie...

Molekulare ErnährungProf. Dr. Frank Döringwww.molnut.uni-kiel.de

Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde

Nutrigenetik der Koronaren Herzkrankheit

DGE – Sektion Schleswig Holstein –Ernährungsfachtagung – Kiel, 26.10.2005

Empfehlenswerte Übersichtsarbeiten

Current Opinion in Lipidology 13:25ff (2002); Current Opinion in Lipidology 15:49ff (2004); Journal of Lipid Research 45:1793ff (2004)

Was ist Nutrigenetik?

Genmutationen und Genpolymorphismen

Krankheitsmutationen – Beispiel Lipoproteinlipase

Hochrisikopolymorphismen – Beispiel Apolipoprotein E

Risikopolymorphismen – Beispiel Folatstoffwechsel

Realisierte Anwendungen der Nutrigenetik

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Homocysteinäm

ie

GenomErnährung

Übergewicht Diabetes Typ 2 Alterung Geschlecht Rauchen

Nutrigenetik

Nutrigenetik – Einfluss der Ernährung auf ein Krankheitsrisiko unter Berücksichtung des

individuellen genetischen Makeups

monogen oligogen polygen

VerusachendeGene

Genetischer Hintergrund („minor factors“)

Umwelt/ Ernährung

Einzel-Gen-Effekt

(„leading factors“)

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Beispiel

Die Suche nach Krankheits-Mutationen und Risiko-Polymorphismen

Lipoproteinlipase Apolipoprotein E Fettassimilation

Folat-metabolismus

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Darm

Remnants

ApoE

Chylomikronen

Leber

LPL

LPL

LPLLipoproteinlipase(LPL)-Gen-Mutation: selten

Apolipoprotein E (ApoE)-Polymorphismus

ApoE2: sehr selten

ApoE3: häufig

ApoE4: ca. 15 % Träger

Krankheits-Mutation und Hochrisiko-Polymorphismus im Lipoproteinstoffwechsel

LDL HDL

%-ualer Unterschied Hochfett/ Niedrigfett

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Die Wirkung höherer Fettzufuhr ist auch vom ApoE-Polymorphismus abhängig

mehr als 5000 DNA-Proben: Kohorten MICK, KOPS, EPIC, KORA

Genotypisierungplattform Kiel: TaqMan, SNPlex

Gene der Fettassimilation im Fokus

Beispiel: Gen für Fettsäure-Bindungs-Protein 1 (FABP) – Dünndarm, Leber

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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Noch ein Beispiel für Gen-Ernährung-Interaktion

(vorläufige Ergebnisse, eigene Arbeiten, unveröffentlicht)

Die Daten können leider hier nicht gezeigt werden, da unveröffentlicht.

monogen oligogen polygen

VerusachendeGene

Genetischer Hintergrund („minor factors“)

Umwelt/ Ernährung

Einzel-Gen-Effekt

(„leading factors“)

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Beispiel

Die Suche nach Krankheits-Mutationen und Risiko-Polymorphismen

Lipoproteinlipase Apolipoprotein E Fettassimilation

Folat-metabolismus

Methionin-

synthase (B12)

Serin-OH-methl-

transferase (B6)

Methylentetrahydro-folatreduktase (B2, Niacin)

Methylentetra-hydrofolsäure

Tetrahydrofolsäure

Methyltetra-hydrofolsäure

Polymorphismus: 677C T (Ala Val)

Ala/ Ala: ca. 30 %

Ala/ Val: ca. 50 %

Val/ Val: ca. 20 %

Enzym mit Val: Km-Wert für FAD (B2) erhöht

Folate stabilisieren Enzym

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erhöhtes KHK-Risiko

B6 B2- und Folsäure-Gaben?

Dihydrofolsäure

Dihydrofolatreduktase(Niacin)

B2- und Folsäure-Gaben bei Risikopersonen?

dUMP

dTMP

Linus Pauling (Science 160, 265-271, 1968)

„...dysfunction may be due to mutationsthat affect Km of enzymes“

Roger Williams (60er Jahre):

„Individuality in nutritional needs is thebasis for the genetotrophic approach and for the belief that nutrition applied with dueconcern for individual genetic variations“

Enzymkinetik

[Cofaktor]

„normal“

Polymorphis

mus

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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Das Konzept der individualisierten

Ernährungstherapie ist alt

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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Das Konzept der individualisierten

Ernährungstherapie heute

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Der Kit

Das Konzept der individualisierten Ernährungstherapie heute

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Ernährungstherapie heute

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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Das Konzept der individualisierten

Ernährungstherapie heute

vollständige Erfassung der genetischen Individualität (alle Polymorphismen)

Polymorphismen-Kombination: derzeit kaum Konzepte

einige Polymorphismen (z. B. Folatstoffwechsel)

Nutzung in der Ernährungsberatung: im Hochpreissektor

Identifizierung von einigen Hochrisiko-Polymorphismen (z. B. ApoE4)

Breitere Anwendung: Medizin (z. B. LDL-Rezeptor, Lipoproteinlipase)

Gendiagnostik-Gesetz in Vorbereitung

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Eine Prognose: In den nächsten 10 Jahren…

Personalisierter Lebens- und Ernährungsstil

Lab-on-the-Chip (Agilent)

Nutrigenetik

Iteration

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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde Personalisierte Ernährungs-

Lebensstilintervention – schöne neue Welt?

TA Daniela Stengel

Dipl. oec. troph.

Maja KlapperFettsäurebindungsproteine

Dipl. oec.troph.

Beret MartenHumangenetik

BSc Kristin WeidnerProteinexpression

Dipl. oec. troph.

Christina VockRNA-Interferenz

Dipl. biol. Inka Lindner

Medium-Acyl-CoA-Synthetase

TA Yvonne Dignal

Dr. Inke NitzNutrinformatik

Acyl-CoA-Bindungprotein

BSc Mike BöhmePromotoraktivität

Molekular-/Zellbiologie

Kieler Netzwerk

Nahrungsfette und Stoffwechsel

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Institut für Humanernährung und Lebensmittelkunde

KooperationenProf. Schrezenmeir, Dr. Helwig, Dr. Rubin (BFEL)Prof. Schreiber (CAU Kiel)Prof. Boeing (DIFE)Dr. Illig (GSF)

The Molecular-Nutrition-Group