1° parte dott. Galimberti

INTOLLERANZE ALIMENTARI
CON BASE GENETICA
Milano, 12 dicembre 2014
Dr. Damiano Galimberti
M.D. - Food Science Specialist
President of A.M.I.A.
Association of Italian Anti-Aging Physicians
Scientific Coordinator of S.I.N.E.
Italian Society of Nutrigenomic & Epigenetic
www.mediciantiaging.com
e-mail: [email protected]
1
genocosmesi e nutrigenomica
2
Struttura del DNA
genocosmesi e nutrigenomica
3
Cosa è un gene?
Una porzione di DNA che
codifica una specifica proteina
genocosmesi e nutrigenomica
4
Sequence Variations
genocosmesi e nutrigenomica
5
Le funzioni delle proteine
genocosmesi e nutrigenomica
6
Nutrigenomic
7
Nutrigenomic
8
•
Genotipo
Fenotipo
sviluppo
Ambiente
Fattori responsabili invecchiamento
GENETICI
20-40%
Nutrigenomic
9
Stress
Attività
fisica
Alimentazione
Stile di
vita
60-80%
Inquinamento
ambientale
Fumo
Radiazioni
ionizzanti
Nutrigenomic
10
Ogni individuo è responsabile
per il 70%
del proprio invecchiamento
FISIOLOGICO
NORMALE
EVOLUZIONE DEI
PROCESSI
BIOLOGICI
Nutrigenomic
PATOLOGICO
COMPARSA PRECOCE
O ABNORME DI SEGNI E
SINTOMI DI DECADIMENTO
PSICO-FISICO
11
SNP = Single Nucleotide Polymorphism
(polimorfismo del singolo nucleotide)
genocosmesi e nutrigenomica
12
Effetti delle mutazioni
Alterazione della funzione di una proteina
Nessun effetto sulla proteina
Un miglioramento della funzione
genocosmesi e nutrigenomica
13
Alterazione della funzione di una proteina
A1
A
A
A1
genocosmesi e nutrigenomica
14
Nessun effetto sulla proteina
A
A
A1
genocosmesi e nutrigenomica
15
Un miglioramento della funzione
A
A
A1
genocosmesi e nutrigenomica
16
DO SNPs CAUSE DISEASES?
-SNP DON’T CAUSE DISEASE.
-THEY MAY HELP DETERMINE
THE
LIKELIHOOD
THAT
SOMEONE WILL DEVELOP A
PARTICULAR DISEASES OR
RESPOND IN A PARTICULAR
WAY TO A DRUG, NUTRIENT
OR
AN
ENVIRONMENTAL
FACTOR.
Nutrigenomic
17
DO SNPs CAUSE DISEASES?
-A
person’s
genetic
predisposition
will
never
change.
-What can be altered is the
environmental, biochemical,
and physiological factors that
influence the expression of
those genes.
Nutrigenomic
18
DO SNPs CAUSE DISEASES?
-The phenotypic expression
of SNPs can frequently be
modified through targeted
dietary and lifestyle choices,
clinical
nutrition,
and
judicious pharmacological
intervention.
Nutrigenomic
19
Sequence Variations
Nutrigenomic
20
EXAMPLE: Polymorphisms and breast cancer
Catechol-O-Methyltransferase (COMT)
COMT inactivates steroide metabolites
SNP: Met158Val





400% reduction of the enzyme activity (Met/Met vs. Val/Val)
Reduced metabolism of estrogen
Accumulation of estrogen-active metabolits (zB. 4-OH-Estron)
Increased endogenous estrogene concentration in the tissue
Increased breast cancer risk
Nutrigenomic
21
Functional genomics
Genome sequencing
Nutrigenomic
22
NUTRIGENOMICA ED EPIGENETICA
1. Componenti nutrizionali sono in grado di
alterare l’espressione genica o la struttura
del genoma
ambiente
geni
nutrizione
stile di vita
2. L’influenza della dieta sulla salute
dipende dal “profilo genetico” individuale
3. I geni, la cui espressione è regolata
dall’alimentazione, hanno un ruolo
malattia
importante nell’emergenza e nella
gravità di patologie cronico-degenerative
5. Lo studio del genotipo individuale
può fornire al CLINICO una terapia
dietetica, per il singolo individuo, in grado di
prevenire o ritardare l’insorgenza di
patologie correlate all’alimentazione.
Nutrigenomic
23
Genetic individuality and environmental factors
Genetic Variety and Environmental factors interact !
HEALTHY CONDITION
BAD and GOOD Genetic and Environmental factors are balanced !
Nutrigenomic
24
Genetic individuality and environmental factors
Genetic Variety and Environmental factors interact !
UNFAVOURABLE CONDITION
BAD and GOOD Genetic and Environmental factors are imbalanced !
Nutrigenomic
25
Genetic individuality and environmental factors
Genetic Variety and Environmental factors interact !
„BAD“ and „GOOD“ factors are balanced again!
Nutrigenomic
26
Genetic Health Program
FLY DNA’S TEST
Analisi del proprio profilo genetico
(= valore aggiunto)
Report con l’indicazione degli interventi
sul proprio life style
e degli integratori da suggerire al cliente
AZIONE PREVENTIVA ed ANTI-AGING
scientifica, personalizzata,
qualitativamente al top
Nutrigenomic
27
Cosa significa salute intestinale ?
Un ecosistema intestinale
in equilibrio…
Microbiota
Epitelio
Sistema
immunitario
Cosa significa salute intestinale ?

Un ecosistema intestinale in equilibrio..

Che possa assicurare le funzioni intestinali
Funzioni
intestinali
Le funzioni
digestive
Le funzioni
immunitarie
Le funzioni di
informazione e di
regolazione
sistemica
“Qualsiasi progresso della
gastroenterologia nei prossimi 10 anni
dovrà passare dalla conoscenza e dal
controllo della permeabilità intestinale”.
Prof. A. Gasbarrini – Cattedra di Epatologia e Gastroenterologia del Policlinico Gemelli di Roma
– Congresso FISMAD 2012 “Simposio sulla Funzione di Barriera Intestinale”
La funzione di barriera intestinale rappresenta
un obiettivo terapeutico prioritario
Diregolazione
risposta immunitaria
Aumento
rischio CV
Infiammazione
Disregolazione
metabolica
LEAKY
GUT
SYNDROM
E
AGING
PRECOCE
Disturbi neurologici
Obesità
Reazioni non tossiche
Reazioni non tossiche
Allergie alimentari
(reazioni immunologiche)
Intolleranze alimentari
(reazioni non immunologiche)
IgE mediate
Enzimatiche
Non IgE mediate
Farmacologiche
Indefinite
COS’È IL LATTOSIO?
Il lattosio è uno zucchero
contenuto nel latte ed in tutti i
suoi derivati, ed è composto da
due particelle più piccole, il
glucosio ed il galattosio.
DIVERSI TIPI DI IPO-LATTASIA
O DEFICIT DI LATTASI
IPOLATTASIA PRIMARIA:
i livelli di lattasi nell’intestino
sono massimi alla nascita ma, dopo lo svezzamento, l ’ espressione
dell’enzima subisce una graduale e progressiva riduzione (fino al 75-90%)
IPOLATTASIA CONGENITA:
rara condizione autosomica
recessiva, caratterizzata da grave manifestazione diarroica con feci acquose
sin dalla prima assunzione di latte da parte del neonato e persiste per tutta la
vita
IPOLATTASIA SECONDARIA:
si verifica, invece, quando
un danno della mucosa del tenue provoca un temporaneo deficit di lattasi
(es. malattia celiaca, il morbo di Crohn, infezioni batteriche o virali o
parassitarie, trattamenti farmacologici)
PREVALENZA DELL’INTOLLERANZA E
MALASSORBIMENTO DEL LATTOSIO
Nazione Prevalenza
Svezia
2%
Inghilterra
5–15%
Svizzera
10%
Finlandia
17%
Austria
15‐20%
Germania
15%
Francia
17% nord, 65% sud
Italia
52% nord, 29% centro, 70% sud
India
20%
Portogallo
35%
Mongolia
87.9%
Cina
95%
Vesa TH et al. J Am Coll Nutr 2000; 19:165S-75
PREVALENZA DELL’INTOLLERANZA E
MALASSORBIMENTO DEL LATTOSIO
Misselwitz B et al. UEG Journal 2013; 0:1-9
PREVALENZA DELL’INTOLLERANZA E
MALASSORBIMENTO DEL LATTOSIO
Nazione Prevalenza
Svezia
2%
Inghilterra
5–15%
Svizzera
10%
Finlandia
17%
Austria
15‐20%
Germania
15%
Francia
17% nord, 65% sud
Italia
52% nord, 29% centro, 70% sud
India
20%
Portogallo
35%
Mongolia
87.9%
Cina
95%
Vesa TH et al. J Am Coll Nutr 2000; 19:165S-75
FISIOPATOLOGIA
DEL
MALASSORBIMENTO
DEL
LATTOSIO
Di Stefano M. Rivista Società Italiana di Medicina Generale 2012; 5:40-45
Meccanismo patogenetico

L'intestino non può assorbire il lattosio così com'è, ma
deve prima spezzarlo nei suoi due componenti base e
questo compito è assolto dalla lattasi.
 In assenza dell'enzima, il lattosio resta indigerito
nell'intestino ed è attaccato da batteri e altri
microrganismi, i quali lo fermentano producendo scorie
che causano i sintomi, come la nausea o i gas (metano,
idrogeno).
40
MANIFESTAZIONI CLINICHE
DELL’INTOLLERANZA AL LATTOSIO
DIARREA
ADDOMINALGIE CRAMPIFORMI
METEORISMO/GONFIORE
FLATULENZA
L’intolleranza
al
lattosio, presunta o
reale, comporta da
parte
dei
pazienti
l’esclusione spontanea
dalla dieta del latte e
dei suoi derivati.
CARENZE NUTRIZIONALI
COME FARE DIAGNOSI DI INTOLLERANZA AL
LATTOSIO?
DOSAGGIO
BIOCHIMICO
DELLA LATTASI
TEST INVASIVI
TEST
RAPIDO LATTASI SU
MUCOSA DUODENALE
TEST NON
H2 BREATH TEST
INVASIVI
TEST GENETICO
Misura l’aumento
dell’H2 nel respiro
dopo l’introduzione
di lattosio
Intestino
Tenue
TESTS NON INVASIVI:
H2 BREATH TEST
Acqua
Lattosio
Escrezione di H2
>20 ppm dopo
almeno 30 minuti
dall’ingestione di
lattosio
Colon
Batteri
Accresciuta motilità
Fermentazione
SCFA, CH4, H2,
CO2
Irritazione
SNP ACTION MECHANISM
The SNP that creates lactose intollerance.
9000 years ago a mutation occured in North
Europe that modified the gene lactase hydrolasi
(locus LCH) expression. We now know that there
are almost 11 polymorphisms but only the SNP
C13910T, located 14 kb above gene LCH, is
strongly linked to lactose intolerance.
Aplotype A impacts on lactose intollerance:
40 % of the same population in ITALY.
44
TESTS NON INVASIVI:
CONFRONTO
H2 BREATH TEST
TEST GENETICO
Test lungo (3-4 ore)
Test Rapido
Difficile da utilizzare nel bambino
Di facile esecuzione anche nel
bambino
Basso Costo
Medio-Basso Costo
Falsi positivi:
transito intestinale
accelerato, SIBO
Falsi positivi:
raramente nei caucasici (<5%)
Falsi negativi:
non H2 produttori (flora
metanogenica)
Falsi negativi: malassorbimento
secondario del lattosio










Clin Chim Acta. 2007 Aug;383(1-2):91-6. Epub 2007 May 10.
Hydrogen breath testing versus LCT genotyping for the diagnosis of
lactose intolerance: a matter of age?
Kerber M, Oberkanins C, Kriegshäuser G, Kollerits B, Dossenbach-Glaninger A,
Fuchs D, Ledochowski M.
METHODS:
….. hydrogen breath testing (HBT) and LCT genotyping by polymerase chain
reaction and reverse-hybridisation were performed in parallel.
RESULTS:
The coincidence between a genotype suggesting lactase non-persistence (lactose
intolerance) and a positive HBT result was almost perfect (97.4% for LCT-13910
C/T and 100% for LCT-22018 G/A).
CONCLUSION:
Genetic analysis of LCT-13910 C/T and LCT-22018 G/A is a good indicator
for the presence of lactose intolerance.
Because age, as well as a number of secondary causes (e.g. celiac disease),
can influence HBT results, it is useful to combine HBT and genetic
analysis in the diagnostic assessment of IBS.
46
Br J Nutr. 2010 Sep;104(6):900-7. doi: 10.1017/S0007114510001297. Epub
2010 Apr 19.
 Excellent agreement between genetic and hydrogen breath tests for
lactase deficiency and the role of extended symptom assessment.
 Pohl D, Savarino E, Hersberger M, Behlis Z, Stutz B, Goetze O, Eckardstein
AV, Fried M, Tutuian R.
Abstract
 Clinical manifestations of lactase (LCT) deficiency include intestinal and
extra-intestinal symptoms. Lactose hydrogen breath test (H2-BT) is
considered the gold standard to evaluate LCT deficiency (LD). Recently, the
single-nucleotide polymorphism C/T(-13910) has been associated with LD.


In conclusion, genetic testing has an excellent agreement with the
standard lactose H2-BT, and it may replace breath testing for the
diagnosis of LD. Extended symptom scores and assessment of extraintestinal symptoms have limited diagnostic value in the evaluation of LD.
47










Rev Med Chil. 2012 Sep;140(9):1101-8. doi: 10.1590/S0034-98872012000900001.
[Comparative performance of symptoms questionnaire, hydrogen test and
genetic test for lactose intolerance].
Rollán A, Vial C, Quesada S, Espinoza K, Hatton M, Puga A, Repetto G.
Source: Unidad de Gastroenterología, Departamento de Medicina, Facultad de
Medicina, Universidad del Desarrollo-Clínica Alemana, Santiago, Chile.
[email protected]
AIM:
To compare diagnostic yield of genetic test, hydrogen (H2) expiratory test and a
validated symptomatic structured survey (SS).
MATERIAL AND METHODS:
Patients submitted to H2 test answered a historic (anamnestic) and current SS (after
the ingestion of 25 g of lactose). A blood sample was obtained for determination of
genetic polymorphisms C/T_13910, C/G_13907 and G/A_22018 by polymerase
chain reaction.
CONCLUSIONS:
Genotype C/C_13910 is responsible for hypolactasia in this
population. H2 and genetic tests are simple and similarly accurate to
diagnose lactose intolerance in adults.
48










Aliment Pharmacol Ther. 2012 Feb;35(4):429-40. doi: 10.1111/j.13652036.2011.04962.x. Epub 2011 Dec 28.
Meta-analysis: the diagnostic accuracy of lactose breath hydrogen or
lactose tolerance tests for predicting the North European lactase
polymorphism C/T-13910.
Marton A, Xue X, Szilagyi A.
Source: Department of Medicine, MUHC, Montreal General Hospital, McGill
University School of Medicine, Montreal, QC, Canada.
BACKGROUND:
The diagnostic accuracy of two indirect tests of lactose digestion, lactose
breath hydrogen and lactose tolerance tests, have not been systematically
reviewed for comparison with available publications on genotype.
AIM:
To perform a meta-analysis of available studies that compares the north-European
genetic polymorphism C/T-13910 with the lactose breath hydrogen and the lactose
tolerance tests, to determine their ability to predict geno/phenotype relationships.
CONCLUSION:
The diagnostic accuracy of both tests individually reflects expected
geno/phenotypes when the populations are well defined.
49








Acta Cir Bras. 2013;28 Suppl 1:77-82.
Comparison of Quick Lactose Intolerance Test in duodenal
biopsies of dyspeptic patients with single nucleotide polymorphism
LCT-13910C>T associated with primary hypolactasia/lactasepersistence.
Mattar R, Basile-Filho A, Kemp R, dos Santos JS.
Source:Department of Gastroenterology, School of Medicine, University
of São Paulo, Ribeirão Preto, SP, Brazil.
Abstract
To analyze the usefulness of Quick Lactose Intolerance Test in relation to
the genetic test based on LCT-13910C>T genotypes, previously validated
for clinical practice, for primary hypolactasia/lactase-persistence diagnosis.
CONCLUSION:
Quick test is highly sensitive and specific for hypolactasia
diagnosis and indicated those patients with symptoms of
lactose intolerance.
50






Dig Liver Dis. 2011 Aug;43(8):623-31.
Discovering genetic variants in Crohn's disease by exploring genomic
regions enriched of weak association signals.
D'Addabbo A1, Palmieri O, Maglietta R, Latiano A, Mukherjee S, Annese V,
Ancona N.
AIMS: To identify genes weakly involved in disease predisposition by
analysing chromosomal regions enriched of single nucleotide polymorphisms
with modest statistical association.
RESULTS: The cytoband enrichment analysis highlighted 44 regions
(P≤0.05) enriched with single nucleotide polymorphisms significantly
associated with the trait including 23 out of 31 previously confirmed and
replicated genes. Importantly, we highlight further 20 novel chromosomal
regions carrying approximately one hundred genes/loci with modest
association. Amongst these we find compelling functional candidate genes
such as MAPT, GRB2 and CREM, LCT, and IL12RB2.
CONCLUSION: Our study suggests a different statistical
perspective to discover genes weakly associated with a given
trait.
51





J Bone Miner Res. 2004 Jan;19(1):42-7.
Genetic predisposition for adult lactose intolerance and relation to diet,
bone density, and bone fractures.
Obermayer-Pietsch BM, Bonelli CM, Walter DE, Kuhn RJ, FahrleitnerPammer A, Berghold A, Goessler W, Stepan V, Dobnig H, Leb G, Renner W.
Evidence that genetic disposition for adult lactose intolerance significantly
affects calcium intake, bone density, and fractures in postmenopausal women
is presented. PCR-based genotyping of lactase gene polymorphisms may
complement diagnostic procedures to identify persons at risk for both lactose
malabsorption and osteoporosis.
The LCT(T/C-13910) polymorphism is associated with subjective milk
intolerance, reduced milk calcium intake, and reduced BMD at the hip
and the lumbar spine and may predispose to bone fractures. Genetic
testing for lactase deficiency may complement indirect methods in the
detection of individuals at risk for both lactose malabsorption and
osteoporosis.
52
Metabolism. 2013 Sep;62(9):1323-9. doi: 10.1016/j.metabol.2013.04.006.
Epub 2013 May 3.
 The lactase persistence genotype is associated with body mass index
and dairy consumption in the D.E.S.I.R. study.
 Lamri A1, Poli A, Emery N, Bellili N, Velho G, Lantieri O, Balkau B, Marre
M, Fumeron F.
 Abstract - Those with the LP genotype (frequency: 78.5%) had a higher dairy
product consumption, at inclusion and at year-9 (P<0.001). They also had a
higher BMI at both time points (difference=0.3kg/m(2), P=0.05), but this
effect was restricted to medium/high dairy product consumers
(difference=0.5kg/m(2), P=0.006). This genotype was also associated with
the metabolic syndrome (IDF definition), but this association disappeared
after adjustment for BMI. In the whole population, the C allele was associated
with a higher prevalence of impaired fasting glycemia and/or type 2 diabetes.


CONCLUSIONS - The lactase persistence genotype was shown to
be associated with a higher BMI in a longitudinal study, mainly in
those consuming high amounts of dairy products. The association
of the C allele, responsible for lactase non-persistence, with the risk
of hyperglycemia needs to be replicated.
53
QUALE TERAPIA PER L’INTOLLERANZA AL
LATTOSIO?
La terapia deve avere come obiettivo un miglioramento del quadro
sintomatologico
ELIMINARE O RIDURRE IL LATTOSIO NELLA DIETA
Carenze nutrizionali:
non sono più soddisfatti i fabbisogni giornalieri di calcio
Alterata mineralizzazione ossea in età giovanile
Il latte è un fattore protettivo per il cancro del colon retto
Osteoporosi
QUALE TERAPIA PER L’INTOLLERANZA AL
LATTOSIO?
Fonti Nascoste di Lattosio
Il lattosio è presente anche come
additivo negli alimenti e nei
farmaci: addirittura in più del 20% dei
farmaci che richiedono ricetta medica
e nel 6% circa dei farmaci da banco,
e anche negli integratori alimentari
Una più pratica e semplice
alternativa è rappresentata
dall’utilizzo
di
INTEGRATORI ALIMENTARI
A BASE DI LATTASI
Eur J Clin Nutr. 2012 Dec;66(12):1364-5. doi: 10.1038/ejcn.2012.153.
 Association between celiac disease and primary lactase deficiency.
 Basso MS1, Luciano R, Ferretti F, Muraca M, Panetta F, Bracci F, Ottino S,
Diamanti A.
 Primary lactase deficiency (PLD) is a common inherited condition caused by a
reduced activity of lactase. Two single-nucleotide polymorphisms C/T(13910) and G/A(-22018) upstream of the lactase gene are associated with
lactase nonpersistence. In celiac disease (CD) patients, lactose intolerance
could be due to secondary lactase deficiency and to PLD. The aim of this
study were to evaluate the association of PLD and CD using genetic test, and
to define the prevalence of PLD in celiac subjects compared with a control
population. A total of 188 controls and 92 biopsy-proven CD patients were
included in the study. More than 70% of all subjects were found homozygous
for the polymorphisms. Differences in the prevalence of PLD were not found
between CD patients and controls. In conclusions, the hereditary

lactase deficiency is frequent in Italian CD children as in
control population
Celiachia
L’enteropatia da glutine o malattia celiaca
è una sindrome clinica caratterizzata
dall’atrofia della mucosa duodeno-digiunale
provocata dalla presenza di glutine nella dieta, e
reversibile con l’esclusione di esso,
in particolari soggetti geneticamente predisposti
Cosa è la
Celiachia?
“intolleranza” permanente al glutine

complesso proteico presente in
avena, frumento, farro, kamut,
orzo, segale, spelta e triticale
In Italia l’incidenza di questa patologia è stimata
in un soggetto ogni 100/150 persone
Ogni anno vengono effettuate cinque mila nuove
diagnosi ed ogni anno nascono 2.800 nuovi celiaci, con
un incremento annuo del 9%
Il morbo celiaco


Prevalenza notevole
Sottostima diagnostica :
 In passato : 1/2000
 Oggi : 1/100 ‐ 300
Grano
È composto dalle seguenti proteine:
albumine, globuline, gliadine, gluteine
GLIADINE + GLUTENINE
=
GLUTINE
80-90% di tutte le proteine del grano
GLIADINE  alla categoria delle prolamine,
come le altre proteine tossiche per i celiaci:
secalina della segale
ordeina dell’orzo
Cosa avviene?
Il sistema immunitario di questi soggetti
riconosce il glutine come sostanza
pericolosa e instaura una risposta
abnorme
Il contatto del glutine con la parete
intestinale attiva meccanismi immunologici
complessi non IgE dipendenti
a seguito di cui i linfociti T liberano
sostanze tossiche per le cellule intestinali,
danneggiandole
Quel che deriva è che la mucosa intestinale piano
piano va in atrofia
I villi si appiattiscono (in senso cranio-caudale);
gli enterociti assumono forma cuboidale anziché
cilindrica
ed aumentano i linfociti nel lume intestinale
Tutto ciò determina malassorbimento ingravescente
con carenze nutrizionali ed energetiche.
Si ha deperimento, deficit vitaminici, carenze di ferro,
di calcio e di altri oligoelementi
La mucosa intestinale si ricostruisce in almeno 6 mesi
da quando viene intrapresa una dieta priva di glutine
Forme cliniche della
malattia
• TIPICA: diarrea e arresto di crescita
(esordio subito dopo lo svezzamento)
• ATIPICA: esordio tardivo con sintomatologia sia
intestinale, sia extra-intestinale
(es: anemia)
• SILENTE: assenza di sintomatologia eclatante
• POTENZIALE: esami sierologici positivi, ma
biopsia intestinale normale
La Celiachia nell’adulto
• La malattia si presenta spesso in
maniera sfumata o viene riscontrata
casualmente
• Si manifesta frequentemente con
sintomi aspecifici quali anemia
• In minor numero di casi vi è comparsa
di sintomatologia addominale classica
Manifestazioni
cliniche nell’adulto
Sintomi
gastrointestinali
•
•
•
Diarrea
Dolore e distensione addominale
Anoressia
Sintomi extraintestinali
•
•
•
•
•
•
•
Anemia
Osteoporosi (Ca2+)
Crampi muscolari (K+)
Neuropatie periferiche
Disordini apparato riproduttivo
Dermatite erpetiforme
Alopecia
“Gluten Sensitivity”
La Gluten Sensitivity, definita anche sensibilità al
glutine non celiaca, è una sindrome caratterizzata da
molteplici sintomi intestinali e/o extraintestinali che si
manifestano in breve tempo dopo l’assunzione di
glutine e che migliorano o scompaiono dopo
l’eliminazione del glutine
in soggetti in cui è stata esclusa la diagnosi di celiachia
sulla base della negatività della sierologia e/o della
dimostrazione di una mucosa intestinale normale,
nonché la diagnosi di allergia al grano mediante
negatività di IgE e Prick test specifici per il grano.
LA PRIMA DIMOSTRAZIONE DI SENSIBILITA’ AL GLUTINE
Sensibilità al glutine senza evidenza di celiachia
Cooper BT et al. Gastroenterology 1980





Otto donne con quadro clinico di dolori addominali e diarrea
che presentavano scomparsa dei sintomi dopo dieta
aglutinata e ripresa degli stessi sintomi dopo challenge con
glutine sia in aperto che in doppio cieco
La sintomatologia non regrediva con la sola dieta priva di
lattosio
La biopsia duodenale mostrava mucosa normale o alterazioni
minime
Assenza di alterazioni del sistema immunitario
Gli autori concludevano che queste otto pazienti avevano una
diarrea da sensibilità al glutine senza evidenza di celiachia
June 21, 2011 Session: Gluten sensitivity Chairs Katri Kaukinen, FI – Bana Jabri, US
Joe Murray, US
Introduction
Detlef Schuppan, US
Molecular basis of wheat induced innate immune responses
Jessica Biesikierski, AU
Self-diagnosis of non-coeliac gluten intolerance by Australian adults
Margit Brottveit, NO
Influence of personality on gluten induced symptoms in coeliac disease and non-coeliac
gluten intolerance.
Umberto Volta, IT
Serological tests in gluten sensitivity (non celiac gluten intolerance)
Anna Sapone, IT
Antibodies against alpha gliadin (AGA) and deamidated gliadin peptides (DGP) in patients
with autistic spectrum disorder (ASD)
Nuove conoscenze sulla “Gluten Sensitivity (GS)”




La GS è una realtà emergente caratterizzata da sintomi simli a
quelli della sindrome dell ’ intestino irritabile (dolore e
gonfiore addominale e diarrea/alvo alterno) e sintomi
extraintestinali (prevalentemente neurologici) che si
manifestano subito dopo l’assunzione di glutine
I sintomi migliorano o scompaiono dopo eliminazione del
glutine per ripresentarsi altrettanto rapidamente se il glutine
viene reintrodotto nella dieta
La GS è più frequente negli adulti che nell’infanzia
Alterazioni neuromuscolari della parete intestinale ed il
microbioma intestinale sembrano avere un ruolo
determinante nello scatenamento dei sintomi
Volta U Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2012
Nuove conoscenze sulla Gluten Sensitivity
Volta U, Nat Rev Gastroenterol Hepatol 2012
How is Celiac Diagnosed?

First, a blood test.

Then, a biopsy.
Il protocollo
diagnostico
si effettua mediante dosaggi sierologici:
• Dosaggio degli anticorpi antigliadina (AGA-IgA e IgG)
è l’esame fino ad oggi più impiegato. Poco specifico
• Dosaggio degli anticorpi antiendomisio (EMA) :
esame molto sensibile e specifico, risente della esperienza dell’operatore
• Dosaggio degli anticorpi anti- transglutaminasi
(IgA): ultimo nato fra gli esami. Molto sensibile e specifico,
automatizzato
• Biopsia intestinale: è l’esame per la diagnosi definitiva
But It’s Tough, Man
It’s hard to get to a celiac diagnosis because
the symptoms are the same as many other
conditions.
For every person diagnosed with celiac, 80
may be going undiagnosed.
Coeliac disease
Can genotyping help
to diagnose coeliac disease?
Genetica nella Gluten Sensitivity
%
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Gluten sensitivity
Celiachia
Popolazione generale
DQ2/DQ8
DQ2/DQ8
Volta U et al, J Clin Gastroenterol 2011
DQ2/DQ8
Si nasce o si diventa celiaci?
Chi è geneticamente predisposto
diventa celiaco,
ma solo dopo l’introduzione
del glutine con l’alimentazione
Da diversi anni si conosce il marcatore genetico
della predisposizione alla celiachia (sistema HLA
geni DQ2-DQ8)
Difficult diagnosis
Asymptomatic patients: relatives
 Moderate histological lesions (Marsh 1-2)
 Positive Ab without histological lesion: not perfectly specific
 Gluten free diet before intestinal biopsy


Usefulness of HLA genotyping?
HLA e CELIACHIA
L’85 % dei celiaci ha l’HLA DQ2, il 10% il DQ8:
Associazione di linkage o ruolo patogenetico dell’HLA?
1 0201
1 0501
HLA DQ2/DQ8
are more frequent in female




Female: 94% vs 85% in males (P = 1.6 × 10−3)
NPV: 99.1% in female and 90.5% in males
Majority of the DQ2/DQ8 negative cases were male
DQ2/DQ8 transmission is more frequent from fathers
to daughters (P = 0.02):
61% of female patients
42% of male patients
Megiorni. Am J Gastroenterol. 08
HLA: an excellent NPV
Kaukinen. AM J Gastroenterol. 02
3 risk groups

Low risk:
HLA-DQ2 negative (DQ2.5 and DQ2.2)

Intermediate risk:
Homozygous for HLA-DQ2.2
Heterozygous for HLA-DQ2.5
Heterozygous for HLA-DQ2.2

High risk for:
Homozygous for HLA-DQ2.5
Composite heterozygote HLA-DQ2.5/DQ2.2





PLoS
One.
2012;7(10):e48403.
doi:
10.1371/journal.pone.0048403. Epub 2012 Oct 31.
HLA and celiac disease susceptibility: new genetic factors
bring open questions about the HLA influence and genedosage effects.
Medrano LM, Dema B, López-Larios A, Maluenda C, Bodas A,
López-Palacios N, Figueredo MÁ, Fernández-Arquero M,
Núñez C.
Abstract
Celiac disease (CD) is a chronic inflammatory disorder
triggered after gluten ingestion in genetically susceptible
individuals. The major genetic determinants are HLADQA1*05 and HLA-DQB1*02, which encode the DQ2
heterodimer.
82





J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2013 Apr;56(4):428-30. doi:
10.1097/MPG.0b013e31827913f9.
Human leukocyte antigen DQ2.2 and celiac disease.
Mubarak A, Spierings E, Wolters V, van Hoogstraten I, Kneepkens CM,
Houwen R.
Abstract
Patients with celiac disease (CD) lacking both human leukocyte antigen
(HLA)-DQ2.5 in cis (DQA1*05:01, DQB1*02:01) or trans (DQA1*05:05,
DQB1*02:02) configuration and HLA-DQ8 (DQA1*03:01, DQB1*03:02)
are considered to be rare. Therefore, absence of these genotypes is
commonly used to exclude the diagnosis of CD. To investigate whether
this approach is justified, the HLA-distribution in 155 children with CD
was studied. A total of 139 (89.7%) patients carried HLA-DQ2.5. Of the
remaining patients, 7 (4.5%) carried HLA-DQ8. Interestingly, the 9 (5.8%)
patients lacking HLA-DQ2.5 and HLA-DQ8 carried HLA-DQA1*02:01
and -DQB1*02:02 (HLA-DQ2.2). Therefore, HLA-DQ2.2 should
be included as an important HLA-type related to CD
83
First coeliac disease GWAS

778 patients, 1422 controls, 310 605 SNP

4q27 SNP rs13119723:
English, dutch and irish populations:
p=2x10-7
Meta-analysis: p=4.8x10-11
Replication in UK and scandinavian
populations
Van Heel. Nat Genet. 07
First coeliac disease GWAS
Several genes in high level of linkage
disequilibrium:
KIAA1109: unknown function
Adenosine deaminase domain containing 1
(ADAD1)
Interleukin2 (IL2): T cell activation and proliferation
IL21: B, T and NK cells proliferation and IFN
production
Also linked to type 1 diabetes and rheumatoid
arthritis
Van Heel. Nat Genet. 07
Follow-up of Coeliac GWAS
 Genotyping
of 1020 non-HLA SNP
 In Dutch, Irish and UK collections
 Meta-analysis of 2410 cases vs 4828
controls
7
new significant regions
Hunt. Nat Genet. 08
Regions of the coeliac GWAS

In 5’ region of regulator of G protein signalling 1 (RGS1):
Regulation of G protein signalling activity

3p21: CCR3 and CCR5

3q25–2: IL12A cytokine subunit

6q25: TAGAP: a T cell activation GTPase activating protein

3q28: Lim domain containing preferred translocation partner in lipoma
(LPP): not immune?

2q11–12: IL1RL1, IL18R1, IL18RAP and solute carrier SLC9A4

12q23: SH2B3

TNFAIP3

REL
Hunt. Nat Genet. 08
Trynka. Gut. 09
Non-HLA genes:
a new diagnostic tool?
Romanos. Gastroenterology. 09
The tested SNPs
Romanos. Gastroenterology. 09
Non HLA genes increase CD risk
7.5% of HLA DQ2 positive cases are reclassified if ≥ 13 non HLA alleles
Sensitivity increases from 46.6 to 49.5%
Specificity decreases from 93.6% to 92.8%
Romanos. Gastroenterology. 09
La dieta senza glutine è al
momento attuale l’unica terapia
per la celiachia
• Scopi della dieta:
 migliorare le condizioni della mucosa
intestinale ed eliminare il malassorbimento
 eliminare i sintomi
 prevenire le complicanze
Dove si trova il glutine ?
frumento
segale
orzo
farro
avena
Dove non si trova il glutine ?
alimenti privi di glutine
Alimenti privi di glutine
, Mais, Legumi
www.farmacialoreto.it/
Summary of histamine-mediated symptoms.
Maintz L , and Novak N Am J Clin Nutr 2007;85:1185-1196
©2007 by American Society for Nutrition
Dieta povera d‘istamina, amine biogene,
alcoolici per 3-4 settimane
istaminoliberatori,
Antiistaminici, in dose almeno doppia del normale per 3-4
settimane e profilatticamente prima dei pasti fuori di casa
(Non sempre efficace, perchè gli AI non hanno effetto sui recettori
delle amine biogene!)
Una novità: Sostituzione della DAO
Nuova Terapia:
L‘enzima DAO incapsulato, ottenuto da un estratto di rene suino, é
resistente agli acidi gastrici e passa direttamente nell‘intestino,
dove viene liberato
La sostituzione con una capsula di DIAMMINOSSIDASI aumenta la
degradazione dell‘istamina entro 20 minuti e migliora
significativamente i sintomi dovuti all‘istamina
Interaction between genes and the environment
GENE
ENVIRONMENT
In 100 years
drastic changes
in lifestyle and diet
diet can be a risk factor for
disease
1908
The first association between a specific food intake and disease
dates back to 1908 when it was discovered that rats fed on eggs,
milk and meat developed with regard to human arterial lesions
similar to atherosclerosis.








Am J Clin Nutr. 2012 May;95(5):1254-60. doi: 10.3945/ajcn.111.016543. Epub 2012 Apr 4.
Analyses of single nucleotide polymorphisms in selected nutrient-sensitive genes in
weight-regain prevention: the DIOGENES study.
Larsen LH, Angquist L, Vimaleswaran KS, Hager J, Viguerie N, Loos RJ, HandjievaDarlenska T, Jebb SA, Kunesova M, Larsen TM, Martinez JA, Papadaki A, Pfeiffer AF, van
Baak MA, Sørensen TIa, Holst C, Langin D, Astrup A, Saris WH.
BACKGROUND: Differences in the interindividual response to dietary
intervention could be modified by genetic variation in nutrient-sensitive genes.
OBJECTIVE:
This study examined single nucleotide polymorphisms (SNPs) in presumed nutrientsensitive candidate genes for obesity and obesity-related diseases for main and dietary
interaction effects on weight, waist circumference, and fat mass regain over 6 mo.
CONCLUSION:
The observed effects of SNP-diet interactions on weight,
waist, and fat mass regain suggest that genetic variation in
nutrient-sensitive genes can modify the response to diet.
This trial was registered at clinicaltrials.gov as NCT00390637.
Interaction between gene and environment
Impossibile v isualizzare l'immagine.
BMI
Obesogentic
environment
Healthy
environment
Resistence
Predisposition
Adapted by Ravussin and Bouchard, 2000
UCP2 and UCP3





Nutr Res. 2011 Apr;31(4):255-61.
Uncoupling protein 1 gene -3826 A/G polymorphism is associated with weight loss on a shortterm, controlled-energy diet in young women.
Nagai N, Sakane N, Kotani K, Hamada T, Tsuzaki K, Moritani T.
Abstract
Uncoupling protein 1 (UCP1) plays an important role in thermogenesis in brown adipose tissue.
Previously, we reported an association between -3826 A/G single-nucleotide polymorphism (SNP) in
the promoter of UCP1 gene and lower thermogenesis in young women, suggesting this SNP has an
adverse effect on the regulation of energy balance. Based on the hypothesis that this SNP (G allele) may
have resistance against diet-induced weight loss, we examined its effects on anthropometric and
metabolic responses to short-term, controlled-energy diet in young women. Seventeen lean women (20.9
± 0.2 years; body mass index, 22.1 ± 0.5 kg/m(2)) were fed a controlled-energy diet (5.0 MJ/d, 62%
carbohydrate, 19% protein, and 19% fat) administered by dietitians for 2 weeks. Clinical measurements
were determined at baseline and after the dietary intervention. The subjects' physical activity was
obtained using pedometers and self-reporting. The thermoregulatory sympathetic nervous system was
evaluated using heart rate variability power spectral analysis. Upon the completion of the intervention,
subjects were genotyped using an allele-specific DNA primer assay and results compared with their
clinical measurements focusing on with or without the G allele. After dietary intervention, G allele
subjects (A/G + G/G, n = 10) showed significantly smaller changes in body weight, body mass index,
and waist circumference compared with A/A genotype subjects (n = 7). Similar changes were observed
in parameters regarding glucose or lipid metabolism in both groups. These results suggest that the
UCP1 gene -3826 G allele may result in smaller weight loss after a short-term, controlled-energy diet in
young, lean women.







J Endocrinol Invest. 2009 Jun;32(6):525-9. Epub 2009 Mar 26.
UCP1 -3826 AG+GG genotypes, adiponectin, and leptin/adiponectin ratio in severe
obesity.
Labruna G, Pasanisi F, Nardelli C, Tarantino G, Vitale DF, Bracale R, Finelli C, Genua MP,
Contaldo F, Sacchetti L.
BACKGROUND AND AIMS:
Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) and metabolic syndrome (MS) are well-recognized
complications of obesity. This study was designed to evaluate the role of the UCP1 -3826 A>G
polymorphism, adiponectin levels, leptin/adiponectin ratio (L/A), and main biochemical
parameters in 102 unrelated severely obese adults [61 females and 41 males, median body mass
index (BMI) = 47.8 kg/m2] with NAFLD, with (MS+) or without MS (MS-) from Southern Italy.
CONCLUSION:
In addition to traditional factors, total cholesterol and L/A ratio appear to contribute to MS
characterization in severe obesity. Furthermore, the UCP1 (AG+GG) genotypes and low
adiponectin levels could predispose to a more severe liver steatosis independently of MS presence.
Based on our data, polymorphic UCP1 (AG+GG) obese patients with low adiponectin levels
appear to be high-risk subjects for worsening of liver steatosis, a NAFLD, possibly requiring a
second-step evaluation by liver biopsy.
CAPSAICINA
☻ Peperoncino studiata come analgesico,anticancro,
antiossidante, contro obesità
Luo et al Eur J Pharmacol. 2011;650:1-7
☻ Capsaicina riduce peso/massa grassa in obesi
Snitker et al Am J Clin Nutr. 2009;89:45-50;Josse et al Nutr Metab
2010;7:65;
Westerterp-Plantenga et al Int J Obes.2005;29:682-688
Ludy et al Physiol Behav. 2011;102:251-258
☻ 12 settimane 6 mg/die riduzione grasso
addominale e peso
Snitker et al Am J Clin Nutr. 2009;89:45-50
☻ Capsinoidi (analoghi capsaicina)aumento tono
adrenergico spesa energetica, ossidazione grasso
a riposo
Josse et al Nutr Metab 2010;7:65
☻ Capsinoidi incrementano sazietà e riducono
intake di grassi
Josse et al Nutr Metab 2010;7:65;Westerterp-Plantenga et al Int J Obes.2005;29:682-688
104
CAPSAICINA
Capsaicina aumenta la termogenesi per aumento secrezione catecolamine surrene
e per attivazione SNC
Termogenesi -adrenergica (abolizione con propanololo)
Up-regulation di UPCs 1 e 2
La capsaicina agisce attraverso l’attivazione di TRPV1 che è espresso anche
nei vasi sanguigni delle gambe (ratti) e mediano l’uptake di O2
TRPV1 è espresso negli organi sensoriali nel SNC e altri tessuti ed è coinvolto
anche nella sensazione di dolore
Proprietà dimagrante o anoressizzante. Sembra
che essa abbia un effetto positivo sul controllo
della fame, in quanto agisce sugli ormoni
intestinali GLP-1 (Glucagone-Like Peptide), PYY
(Peptide YY) e Grelina (l’ormone dell’appetito) e
sul conseguente senso di sazietà che si avverte ad
ogni fine di pasto. Ciò apporta indubbi vantaggi
alle diete a basso contenuto di calorie, specie se
la capsaicina viene combinata con il tè verde,
come hanno dimostrato due recenti studi.
 Alla capsaicina così come ad altri alimenti si
attribuisce la capacità di aumentare il dispendio
energetico e l’ossidazione dei lipidi contribuendo
così alla perdita di peso.

There are five types known in
mammals:
UCP1 also known as thermogenin
UCP2
UCP3
SLC25A27 also known as "UCP4"
SLC25A14 also known as "UCP5"
Nell’adipe dell’obeso, il flusso ematico diviene
inadeguato in rapporto all’aumentato volume
tessutale
Ciò causa
ipossia
cellulare
F. Terranova, M.D.
RATIONALE SCIENTIFICO “2”
Gene HIF1A, (fattore Ipossia-viscoelastico 1, unità secondaria dell'alfa). Questo gene
funziona come un importantissimo regolatore della risposta cellulare e sistemica verso
l'ipossia, attivando la trascrizione di numerosi geni, tra cui quelli che sono coinvolti nel
metabolismo energetico, nell'angiogenesi (formazione di nuovi vasi sanguigni) nella
formazione di prodotti proteici in grado di aumentare il rilascio dell'ossigeno o di
facilitare l'adattamento metabolico alle condizioni ipossiche (scarsità di
ossigenazione locale). HIF-1 gioca quindi un ruolo essenziale nella
vascolarizzazione e nella risposta alle condizioni di ridotto apporto d’ossigeno.
 Ruolo protettivo svolto dalla allele T del gene HIF1A verso lo sviluppo della cellulite.
Durante i periodi di eccessivo apporto calorico e nelle prime fasi di espansione del tessuto
adiposo, il microambiente del tessuto adiposo diventa rapidamente ipossico, a causa della
mancanza di un adeguato network vascolare; queste condizioni di ipossia causano un
aumento del livello di questa molecola, che oltre a promuovere l’angiogenesi stimola la
fibrosi in seno al tessuto adiposo, promuovendo una condizione di infiammazione
locale, anticamera del processo di sviluppo della cellulite. Al contrario nei soggetti
che portano l’allele T, questa azione pro-infiammatoria e pro-fibrotica, risulta
smussata e meno evidente.
 In pratica i tessuti localmente rispondono con minor efficacia agli stimoli ipossici,
favorendo la formazione di tessuto fibroso oltre all’attivazione di un processo
infiammatorio locale, che porta via via, stadio dopo stadio, all’accentuarsi, se non si
assumessero a tempo opportuno strategie preventive e/o curative, della cellulite (o
panniculopatia edemato-fibro-sclerotica).









J Eur Acad Dermatol Venereol. 2010 Aug;24(8):930-5. Epub 2010 Jan 6.
A multilocus candidate approach identifies ACE and HIF1A as susceptibility
genes for cellulite.
Emanuele E, Bertona M, Geroldi D.
Source: Department of Health Sciences, University of Pavia, Pavia, Italy.
[email protected]
BACKGROUND:
Cellulite is a common complex cosmetic problem for many post-adolescent women
characterised by relief alterations of the skin surface, which give the skin an orangepeel appearance. Although genetic factors have been suggested to play a role in the
development of cellulite, the genetic background of this condition remains unclear. We
therefore conducted a multi-locus genetic study examining the potential associations of
candidate gene variants in oestrogen receptors, endothelial function/adipose tissue
hypoxia, lipid metabolism, extracellular matrix homeostasis, inflammation and adipose
tissue biology, with the risk of cellulite.
CONCLUSIONS:
This study, which demonstrates an independent role of ACE and HIF1A in
predisposing to cellulite, may provide novel information on the
pathophysiology of this common cosmetic problem, and offer a topic for
research for novel beautification interventions.
TAKE HOME MESSAGE
INDIVIDUAL GENETIC VARIATIONS IMPACT ON THE
ASSIMILATION AND METABOLIZATION OF NUTRIENTS
UNDERSTANDING GENE-NUTRIENT INTERACTIONS WILL
ALLOW:
- DEVELOPMENT OF PERSONALIZED EFFECTIVE DIETS
- MORE CORRECT NUTRITIONAL ADVICE
-OPTIMAL NUTRITIONAL STRATEGIES
-DIETS BASED ON OWN GENOTYPE
Thanks
www.assomediciantiaging.com
e-mail: [email protected]
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