ADN nutrițional în sângele uman

12 august 2013 8:15 AM

Există o posibilitate constantă ca ADN-ul altor ființe vii să poată pătrunde în corpul nostru. Dacă numai pentru că multe microorganisme trăiesc în noi și pe noi, boabele poluate ajung în căile respiratorii cu aerul inhalat. Cea mai mare cantitate de ADN străin pătrunde în corpul nostru prin alimentele pe care le consumăm, care, totuși, se descompun în componentele sale în timpul digestiei. Sau nu? Este posibil ca bucăți mai mari de ADN, eventual gene complete, să poată evita degradarea și să intre în sistemul circulator și, prin el, în diferite organe? Cercetătorii din cadrul Grupului de cercetare în medicină moleculară al Academiei Maghiare de Științe, Universitatea Eötvös Loránd, Universitatea Semmelweis și Universitatea Szent István, împreună cu colegii lor străini, în timp ce găseau alte întrebări, au găsit și răspunsuri la această întrebare.

Celulele cu nucleu conțin cea mai mare cantitate de ADN din sânge, dar conțin, de asemenea, ADN liber (fără celule, cf.) în afara celulelor din plasmă. Acest lucru a fost descris încă din 1948, originea și rolul său nu sunt încă pe deplin clare. CfDNA poate fi eliberat din propriile celule ale corpului în plasmă prin moartea celulară programată a acestora, iar în diferite boli, nivelurile sale pot fi crescute prin necroza celulelor. Alternativ, poate pătrunde în fluxul sanguin din celulele albe din sânge (legate de complexele glicoproteice ADN) printr-un proces activ pentru a participa la o cale de semnalizare. În plus, ADNc-ul poate fi derivat din surse străine, viruși și bacterii, sau chiar alimente consumate. Cu toate acestea, acesta din urmă nu este în general considerat o posibilă sursă de ADNc.

În timpul digestiei, acestea se descompun în componentele elementare ale macromoleculelor, cum ar fi proteinele în aminoacizi și acizii nucleici în nucleotide. Cu toate acestea, unele experimente pe animale au arătat că bucăți mai mici de ADN pot pătrunde în organe și țesuturi din diferite alimente consumate. Sunt suficient de mari pentru a transporta o genă întreagă?

Sándor Spisák și colegii săi au căutat inițial markeri genetici ai bolilor din sângele uman. În acest scop, a fost studiată compoziția CFDNA obținută din probe de sânge de la un total de două sute de persoane aparținând celor patru grupuri. Membrii a trei grupuri au avut boală inflamatorie intestinală, adenom de colon și rect și cancer de colon și rect și membrii celui de-al patrulea grup au fost negativi pentru astfel de boli. Au fost căutate diferențe genetice între cele patru grupuri în funcție de stadiul bolii. Cu toate acestea, pe lângă om, s-au găsit și un număr relativ mare de secvențe necunoscute, determinând cercetătorii să-și descopere originile. Pentru a face acest lucru, fragmentele de CFDNA extrase din sânge au fost mai întâi împărțite în trei fracții în funcție de mărime, iar apoi ordinea de bază a fragmentelor de CFDNA a fost determinată prin secvențierea fracționată de generația următoare. La evaluarea rezultatelor, secvențele obținute în trei studii anterioare au fost, de asemenea, re-analizate, astfel încât acestea să poată trage în final concluzii pe baza secvenței ADN-ului liber de la mai mult de 1.000 de persoane.

În acest studiu, cercetătorii au evaluat mai degrabă secvențe care s-au potrivit cu genomul cloroplastelor (corpuri de culoare verde ale plantelor). Au fost găsite, de asemenea, urme din alte alimente (cum ar fi puiul), dar datorită gradului ridicat de omologie între vertebrate, sa considerat că ar fi necesare probe mai mari pentru a confirma astfel de rezultate.

Dintre cele patru grupuri studiate, cele mai mari fragmente de ADN liber în boala inflamatorie cronică a intestinului (IBD) s-au dovedit a avea cele mai multe secvențe care se potriveau cu genomurile coloranților din plante. Acest lucru este interesant, deoarece aceste bucăți de ADN sunt suficient de mari pentru a transporta gene complete. De asemenea, au fost capabili să detecteze o proporție ridicată de ADN vegetal (în principal sfeclă roșie) într-o bază de date de secvențiere publicată de cercetătorii japonezi. În acest studiu, s-au căutat potențiali agenți patogeni la o persoană cu sindrom Kawasaki. Sindromul Kawasaki este o boală autoimună asociată cu inflamația vaselor de sânge. După cum scriu autorii, inflamația, care este o caracteristică fundamentală atât a acestei boli, cât și a IBD, poate juca un rol în prezența concentrațiilor ridicate de ADN derivat din alimente în sânge. Clarificarea acestui lucru necesită investigații suplimentare.

În secvențele unui alt studiu, cercetătorii au putut, de asemenea, să urmărească distribuția cantitativă a ADN-ului plantelor. Studiul a implicat 903 de femei însărcinate, iar obiectivul inițial a fost detectarea trisomiei fetale (cum ar fi o tulburare genetică cauzată de boala Down, de exemplu) înainte de naștere într-o manieră neinvazivă. ADN-ul plantei a fost găsit în 75% din probe, a căror cantitate a variat de la individ la individ, dar a prezentat o distribuție lognormală, care, potrivit cercetătorilor, sugerează un model dietetic. Interesant este faptul că multe secvențe de ADN de plante pot fi derivate din soia. În plus, au fost prezentate secvențe din alte fluturi (specii de fasole), specii de cartofi și multe alte specii comestibile sau rudele lor apropiate - cu toate acestea, dieta nu a putut fi compilată din aceste date.

Al treilea studiu s-a concentrat, de asemenea, pe detectarea anomaliilor genetice fetale și a markerilor bolii printr-o metodă neinvazivă. Pentru acest studiu, s-a prelevat sânge de la o femeie însărcinată și de la tată, apoi s-a extras plasma din proba mamei și s-a prelevat și sânge de cordon ombilical fetal. ADN-ul vegetal ar putea fi detectat în sângele părinților și în plasma maternă (mult mai puțin decât în plasmă datorită prezenței ADN-ului din celulele umane în sânge), dar nu și în sângele din cordonul ombilical al fătului. Acest rezultat a fost în conformitate cu așteptările preliminare ale cercetătorilor că, deși sângele matern ajunge în plicul fetal și plasma fetală poate fi detectată în sângele matern, nu există un schimb direct de lichide între mamă și făt. Prin urmare, deși un anumit ADN plasmatic poate trece de la mamă la făt, concentrația acestuia ar trebui să fie mult mai mică în sângele din cordonul ombilical.

Rezultatele arată astfel că o parte din ADN-ul din alimente nu numai că poate evita degradarea în timpul digestiei, dar bucăți mari, chiar gene, pot rămâne intacte. Adică, trebuie să reevaluăm noțiunile de degradare și absorbție a acidului nucleic. Acest lucru ridică mai multe întrebări. Care va fi soarta ADN-ului intact? Poate intra în celulele proprii ale consumatorului sau celulele microflorei sale sau, eventual, poate fi încorporat în genomul lor? Dacă da, încorporarea ADN-ului străin aduce beneficii celulei care l-a preluat sau, dimpotrivă, provoacă o mutație dăunătoare în acesta? Acesta este în special cazul alimentelor modificate genetic. Acest lucru este demonstrat și de faptul că cercetările anterioare care examinează posibilitatea intrării ADN-ului dietetic în sânge și în diferite organe au încercat în primul rând să evalueze riscurile consumului de alimente modificate genetic. Dacă genele întregi pot evita degradarea, un transgen încorporat în genomul unei plante poate rămâne intact în același mod. Este posibil să nu fim departe de a răspunde la aceste întrebări.

Articolul a fost publicat în revista PLoS One.

Sursă: Spisák, S., Solymosi, N., Ittzés, P., Bodor, A., Kondor, D., Vattay, G., Barták, KB, Sipos, F., Galamg, O., Tulassay, Zs., Szállási, Z., Rasmussen, S., Sicheritz-Ponten, T., Brunak, S., Molnár, B., Csabai, I. (2013): Genele complete pot trece de la mâncare la sângele uman. Plus unu