In un recente studio pubblicato su Nutrients, i ricercatori hanno esaminato il ruolo dei microRNA alimentari (miRNA) nella salute e nella malattia.
Studio:”Modulatori epigenetici dietetici: svelare i benefici ancora controversi dei miRNA nella nutrizione e nelle malattie”. Credito di immagine: ART-ur/Shutterstock.com.
La dieta è uno dei fattori legati allo stile di vita con un impatto sostanziale sulla salute. Le diete non salutari sono state responsabili di diverse malattie cronico-degenerative, come malattie cardiovascolari, obesità, cancro e diabete.
L’assunzione di cibo può avere un impatto sull’espressione genetica e sulla suscettibilità alle malattie regolando i modulatori epigenetici. I miRNA sono fondamentali nei processi biologici e nella regolazione genetica.
I miRNA sono stati rilevati nel sangue, nel plasma, nel siero, nella saliva, nel latte materno e nelle urine e i cambiamenti nei loro livelli sono associati a varie sindromi croniche.
Pertanto, preservare il profilo dei miRNA potrebbe aiutare a prevenire le malattie e mantenere una buona salute. Inoltre, i miRNA sono stati riscontrati anche nelle piante e negli animali. I miRNA delle piante si legano ai bersagli riceventi con perfetta complementarità e funzionano come piccoli RNA interferenti.
Al contrario, i miRNA di derivazione animale si legano ai bersagli di mRNA dell’ospite con una complementarità imperfetta e inducono la loro repressione traslazionale. Un singolo miRNA esogeno (xenomiRNA) può riconoscere e modulare più geni bersaglio nell’ospite a causa della complementarità imperfetta.
Tuttavia, la rilevanza clinica degli xenomiRNA provenienti dagli alimenti nelle malattie umane non è chiara. Nel presente studio, i ricercatori hanno esaminato il ruolo dei miRNA alimentari nella salute e nella malattia.
XenomiRNA alimentari
Analisi di sequenziamento dell’RNA hanno identificato vari miRNA nelle porzioni commestibili delle uova di gallina. Uno studio recente ha riportato la presenza di esosomi correlati ai miRNA dalle uova di gallina negli esseri umani e nei topi.
“Questi esosomi di miRNA si accumulavano nell’intestino, nei polmoni e nel cervello nei topi C57BL/6 e regolavano la funzione di memoria e l’apprendimento spaziale”, hanno spiegato gli autori.
Un altro studio ha valutato gli effetti della somministrazione cronica di esosomi derivati da carne di maiale in un modello murino. Lo studio ha osservato che l’aumento dei livelli plasmatici di miR-1, miR-206, miR-99a e miR-133a-3p ha compromesso il metabolismo del glucosio e dell’insulina e ha causato l’accumulo di goccioline lipidiche nel fegato.
Inoltre, negli esosomi derivati dal latte bovino sono stati riportati 678 miRNA coinvolti in molteplici vie metaboliche cellulari.
“MiR-148a è il miRNA più abbondante negli esosomi del latte e può modulare l’omeostasi della cavità orale. Può anche inibire l’omologo della fosfatasi e della tensina (PTEN) e la proteina chinasi attivata da AMP 5′ (AMPK), che sono inibitori del bersaglio dei mammiferi del complesso 1 della rapamicina (mTORC1), un regolatore critico coinvolto in molteplici vie metaboliche”, aggiungono.
miR-156a, presente in cavoli, lattuga e spinaci, può colpire la molecola di adesione giunzionale (JAM)-A e sopprimere lo sviluppo dell’aterosclerosi nelle cellule endoteliali aortiche.
Inoltre, è stato dimostrato che il miR-159, abbondante nei broccoli, sopprime lo sviluppo del tumore al seno in modelli in vitro e in vivo .
Un’analisi dei miRNA del riso ha rivelato la loro affinità di legame per vari geni umani coinvolti nelle malattie neurologiche, nel cancro e nelle malattie cardiovascolari.
Gli studi hanno riportato che i livelli circolanti di miR168 nel siero dei topi/umani dopo il consumo di riso erano associati a una ridotta clearance delle lipoproteine a bassa densità.
Inoltre, hvu-miR-168-3p derivato dall’aleurone del riso ha ridotto i livelli di glucosio nel sangue e aumentato l’espressione del trasportatore del glucosio 1 (GLUT1). Nanoparticelle simili a esosomi provenienti da 11 frutti ospitano miRNA in grado di colpire i geni che codificano per i mediatori dell’infiammazione.
Nutrienti alimentari come regolatori dei miRNA nella malattia
I nutrienti presenti negli alimenti influiscono sul profilo dei miRNA modulando direttamente o indirettamente l’espressione genica. È stato segnalato che acidi grassi, vitamine, sostanze fitochimiche e vitamine regolano i livelli di miRNA.
Ad esempio, il resveratrolo esercita azioni antinfiammatorie sovraregolando miR-Let7a e miR-663 e riducendo miR-155 nei monociti stressati con lipopolisaccaride (LPS).
Inoltre, è stato riportato che il resveratrolo migliora la fibrosi epatica e riduce l’apoptosi degli epatociti inibendo miR-190a-5p. E stato dimostrato che il trattamento con curcumina dei macrofagi riduce i livelli di miR-155 per contrastare l’infiammazione indotta da LPS.
Nella malattia di Alzheimer, la quercetina ha mostrato un ruolo neuroprotettivo attraverso l’omeostasi dei miRNA nelle cellule neuronali, prevenendo l’espressione alterata di miR-125b, miR-2218 e miR-26a.
Inoltre, il trattamento di un modello di ratto di malattia di Alzheimer con nanoparticelle di resveratrolo e selenio ha ridotto la neuroinfiammazione e la disfunzione metabolica aumentando la clearance della sirtuina 1 e dell’amiloide-β e sottoregolando miR-143, interleuchina (IL)-1β e trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione 3 ( STAT3).
Inoltre, uno studio ha riportato che il resveratrolo attenua la tumorigenesi indotta dalla colite sovraregolando miR-455 e miR-101b.
Nelle cellule di cancro al polmone, il trattamento con curcumina ha inibito l’invasione cellulare sovraregolando miR-98, che sopprime le vie della metalloproteinasi 2 della matrice (MMP2) e MMP9.
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Inoltre, la quercetina ha mostrato proprietà antitumorali migliorando l’apoptosi nelle cellule di carcinoma polmonare non a piccole cellule (NSCLC) attraverso un aumento di miR-34a-5p e la downregulation del gene ospite 7 del piccolo RNA nucleolare (SNHG7).
Osservazioni conclusive
Un numero crescente di prove evidenzia il potenziale dei miRNA alimentari nel modulare la fisiopatologia umana, aprendo strade per nuovi interventi basati sulla dieta.
Tuttavia, le strategie preventive basate sugli xenomiRNA presentano limitazioni, tra cui scarsa biostabilità e biodisponibilità, complicazioni sconosciute associate ad un’elevata assunzione e bersagli multipli. Pertanto, sono necessari studi futuri per espandere la base di conoscenze.
