Connaissez-vous la nutrigénomique ?

Qu’est-ce que la nutrigénomique?

La nutrigénomique est une discipline qui applique les principes de la génomique, étude de l'ensemble du génome d'un individu pour comprendre les traits qui lui sont propres, à la nutrition (1). Pour ce faire, la méthode utilisée est l'étude d'association à l'échelle du génome (GWAS). Cette approche consiste essentiellement à comparer le profil génétique complet d'une population présentant un trait commun à celui d'une population non atteinte, afin de mettre en évidence des différences génétiques significatives entre ces deux groupes (2). Cette comparaison se base sur les polymorphismes nucléotidiques simples (SNP), qui sont des variations d'une seule paire de bases dans le génome. Pour être considérée comme un SNP, cette variation doit être présente dans plus de 1 % de la population et localisée à un endroit spécifique du génome (3). Ainsi, le GWAS permet d’identifier les SNPa associés à un trait. Grâce au GWAS, il est possible de rassembler les SNPs significatifs dans un score de risque génétique (GRS) pour comprendre l’effet contributoire des différents SNPs associés (1).

L'utilisation de la nutrigénomique présente plusieurs avantages pour les professionnels de la santé. Il a été noté dans la littérature une importante variabilité interindividuelle dans la réponse à un traitement nutritionnel (4). La nutrigénomique permet ainsi de prédire la réponse métabolique à une intervention nutritionnelle et d'estimer de manière plus précise les besoins nutritionnels d'un groupe d'individus (1). 

Quelques connaissances

L'impact de la supplémentation en oméga-3 sur la variation des triglycérides (Tg) a été étudié. Il a été constaté que la variation de réponse des Tg à la supplémentation en oméga-3 peut entre autres être expliquée par la méthylation de l'ADN, qui affecte les niveaux d'expression de certains gènes tels que IQCJ, NXPH1, PHF17 et MYB, tel qu’identifié par GWAS (5). Avec ces données, une étude a calculé un GRS qui a permis d'expliquer 49,73 % de la variance de la réponse des Tg (6). D’autre part, certains gènes tels que CYP1A2 et potentiellement ADORA2 ont été associés à la réponse à la caféine. Des SNPs peuvent affecter l'activité de l'enzyme CYP1A2, responsable de la métabolisation de la caféine. Ils permettent donc d'identifier les individus qui métabolisent plus lentement la caféine et qui présentent ainsi un risque plus élevé de développer de l'hypertension, des maladies cardiovasculaires et du prédiabète (7). De plus, les individus qui métabolisent rapidement la caféine ont non seulement un risque moindre de développer ces problèmes de santé, mais peuvent également bénéficier d'une supplémentation en caféine pour certaines activités sportives comme le cyclisme (7).

La nutrigénomique peut également être utile dans un contexte d'anémie, particulièrement chez le sportif, car certaines variations génétiques peuvent altérer l'absorption, le transport et le métabolisme de certains micronutriments (7). Par exemple, le polymorphisme C677T du gène MTHFR, qui code pour l'enzyme méthylène tétrahydrofolate réductase, l'enzyme limitant le taux dans le cycle du méthyle, est associé à un taux plus faible de folate circulant et dans les globules rouges, ainsi qu'à un taux élevé d'homocystéine (7). De même, trois SNPs (TMPRSS6, TFR2 et TF) peuvent être associés à des réserves de fer basses en raison de leur implication dans la régulation de l'hormone qui contrôle l'absorption du fer, l'hepcidine (7). De manière similaire, deux gènes (GC et CYP2R1) sont associés à un risque plus élevé de carence en vitamine D (8). Selon une étude, la supplémentation explique 18 % de la variation du taux plasmatique de vitamine D, contre 30 % pour la génétique (8).

Une autre utilisation potentielle de la nutrigénomique réside dans la distribution des macronutriments dans la diète et la composition corporelle. Par exemple, le gène FTO est connu dans la littérature pour son impact sur la gestion du poids et la composition corporelle (7). Ainsi, selon une étude multicentrique, la présence d'un allèle muté sur le gène FTO serait associée à une diminution de la masse grasse suite à une diète riche en protéines sur une période de 2 ans, comparativement aux individus portant un allèle majeur (9). Des résultats variables sont également observés selon la variation génétique pour des diètes riches ou pauvres en gras : les participants portant deux fois l’allèle muté  sur le gène TCF7L2 ont perdu plus de masse grasse avec une diète pauvre en gras (20-25% de l’énergie totale), comparativement à une diète riche en gras (40-45 % de l'énergie totale), alors qu’aucune différence n’a été observée entre les deux diètes pour ceux portant deux allèles majeurs  (10). Dans une autre étude, les participants ayant deux allèles majeurs auraient perdu plus de masse maigre, suggérant que ces individus n'auraient pas les mêmes bénéfices d'un régime pauvre en gras que ceux portant deux fois l’allèle muté (11).

Enjeux éthiques

La vente libre des tests génétiques sans l'intermédiaire de professionnels de la santé soulève plusieurs enjeux éthiques importants. Les patients qui accèdent à ces tests n'ont pas nécessairement les compétences, ni la littératie nécessaire pour interpréter correctement les résultats, puisque leur interprétation et leur implication peuvent être complexes, ce qui rend le consentement éclairé difficile à obtenir (1). Cependant, il est important de mentionner que certaines compagnies exigent que la divulgation des résultats se fasse par des nutritionnistes, ce qui limite ce type d’enjeux. La confidentialité des informations génétiques constitue également une préoccupation majeure, notamment en ce qui concerne la propriété des résultats, la protection des renseignements et la conservation du matériel biologique (12). Un autre défi réside dans la fiabilité des tests et la disponibilité de données probantes solides pour interpréter les résultats. De nombreuses compagnies proposent des tests génétiques basés sur un seul SNP ou une petite quantité d'informations, ce qui explique une faible proportion des maladies étudiées et soulève des inquiétudes quant à l'exactitude et à la pertinence des résultats obtenus (13). Certains auteurs vont cependant argumenter que certaines variations génétiques ont un impact important sur le risque de maladie chronique (14). De plus, il convient de noter que la plupart des tests génétiques sont généralement construits sur la base de populations caucasiennes, ce qui limite leur généralisation à d'autres groupes ethniques et accroît les inégalités sociales en matière de santé (15). Enfin, il existe un risque de discrimination de la part des compagnies d'assurance, qui pourraient utiliser les résultats génétiques pour prendre des décisions discriminatoires en matière de couverture et de primes d'assurance (16). Ces enjeux éthiques soulignent la nécessité de réglementer de manière appropriée la vente et l'utilisation des tests génétiques pour garantir la protection des droits des patients et éviter les conséquences néfastes potentielles. 

Malgré ces limites et ces enjeux, la nutrigénomique est manifestement une technologie en développement avec un potentiel important au niveau de l’individualisation des recommandations nutritionnelles. 

La personnalisation des recommandations est un élément clé dans le traitement nutritionnel afin d'assurer une adhérence à long terme. Une nutritionniste d’ÉquipeNutrition sera en mesure de fournir à vos clients des conseils personnalisés qui correspondent à leurs habitudes alimentaires, à leur style de vie et à leur situation familiale. Contactez-nous pour en apprendre plus sur nos services !

Remerciement spécial au Dr Bastien Vallée Marcotte Ph.D. pour sa contribution à cet article.

Références:

1. Vallée Marcotte, B. (2021). Approche intégrée de la nutrigénomique : de l’identification de marqueurs génétiques aux applications cliniques. Corpus. https://corpus.ulaval.ca/entities/publication/cc4cc2af-20cf-41b1-babe-482b7bb8e7af 
2. Marees, A. T., de Kluiver, H., Stringer, S., Vorspan, F., Curis, E., Marie-Claire, C., & Derks, E. M. (2018). A tutorial on conducting genome-wide association studies: Quality control and statistical analysis. International journal of methods in psychiatric research, 27(2), e1608. https://doi.org/10.1002/mpr.1608 
3. Cotton CM & Murray JC. (2018). 17 - The Human Genome and Neonatal Care dans Gleason C.A. et Jull S.E. (dir.), Avery's Diseases of the Newborn (10 Ed., p.180-189.e2) https://doi.org/10.1016/B978-0-323-40139-5.00017-6 
4. Zeisel S. H. (2020). Precision (Personalized) Nutrition: Understanding Metabolic Heterogeneity. Annual review of food science and technology, 11, 71–92. https://doi.org/10.1146/annurev-food-032519-051736 
5. Vallée Marcotte, B., Guénard, F., Cormier, H., Lemieux, S., Couture, P., Rudkowska, I., & Vohl, M. C. (2017). Plasma Triglyceride Levels May Be Modulated by Gene Expression of IQCJ, NXPH1, PHF17 and MYB in Humans. International journal of molecular sciences, 18(2), 257. https://doi.org/10.3390/ijms18020257 
6. Vallée Marcotte, B., Guénard, F., Lemieux, S., Couture, P., Rudkowska, I., Calder, P. C., Minihane, A. M., & Vohl, M. C. (2019). Fine mapping of genome-wide association study signals to identify genetic markers of the plasma triglyceride response to an omega-3 fatty acid supplementation. The American journal of clinical nutrition, 109(1), 176–185. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqy298
7. Guest, N. S., Horne, J., Vanderhout, S. M., & El-Sohemy, A. (2019). Sport Nutrigenomics: Personalized Nutrition for Athletic Performance. Frontiers in nutrition, 6, 8. https://doi.org/10.3389/fnut.2019.00008 
8. Slater, N. A., Rager, M. L., Havrda, D. E., & Harralson, A. F. (2017). Genetic Variation in CYP2R1 and GC Genes Associated With Vitamin D Deficiency Status. Journal of pharmacy practice, 30(1), 31–36. https://doi.org/10.1177/0897190015585876
9. Zhang, X., Qi, Q., Zhang, C., Smith, S. R., Hu, F. B., Sacks, F. M., Bray, G. A., & Qi, L. (2012). FTO genotype and 2-year change in body composition and fat distribution in response to weight-loss diets: the POUNDS LOST Trial. Diabetes, 61(11), 3005–3011. https://doi.org/10.2337/db11-1799 
10. Grau, K., Cauchi, S., Holst, C., Astrup, A., Martinez, J. A., Saris, W. H., Blaak, E. E., Oppert, J. M., Arner, P., Rössner, S., Macdonald, I. A., Klimcakova, E., Langin, D., Pedersen, O., Froguel, P., & Sørensen, T. I. (2010). TCF7L2 rs7903146-macronutrient interaction in obese individuals' responses to a 10-wk randomized hypoenergetic diet. The American journal of clinical nutrition, 91(2), 472–479. https://doi.org/10.3945/ajcn.2009.27947 
11. Mattei, J., Qi, Q., Hu, F. B., Sacks, F. M., & Qi, L. (2012). TCF7L2 genetic variants modulate the effect of dietary fat intake on changes in body composition during a weight-loss intervention. The American journal of clinical nutrition, 96(5), 1129–1136. https://doi.org/10.3945/ajcn.112.038125 
12. Commissariat à la protection de la vie privée du Canada. (décembre 2017). Tests génétiques offerts directement aux consommateurs et protection de la vie privée. https://www.priv.gc.ca/fr/sujets-lies-a-la-protection-de-la-vie-privee/renseignements-sur-la-sante-renseignements-genetiques-et-autres-renseignements-sur-le-corps/02_05_d_69_gen/ 
13. Loos R. J. F. (2019). From nutrigenomics to personalizing diets: are we ready for precision medicine?. The American journal of clinical nutrition, 109(1), 1–2. https://doi.org/10.1093/ajcn/nqy364 
14. Garcia-Bailo, B., & El-Sohemy, A. (2021). Recent advances and current controversies in genetic testing for personalized nutrition. Current opinion in clinical nutrition and metabolic care, 24(4), 289–295. https://doi.org/10.1097/MCO.0000000000000763 
15. Martin, A. R., Kanai, M., Kamatani, Y., Okada, Y., Neale, B. M., & Daly, M. J. (2019). Clinical use of current polygenic risk scores may exacerbate health disparities. Nature genetics, 51(4), 584–591. https://doi.org/10.1038/s41588-019-0379-x 
16. Horne, J., Gilliland, J., Madill, J., & Shelley, J. (2020). A critical examination of legal and ethical considerations for nutrigenetic testing with recommendations for improving regulation in Canada: from science to consumer. Journal of law and the biosciences, 7(1), lsaa003. https://doi.org/10.1093/jlb/lsaa003