Các nhà khoa học tại Yale đã phát triển một bản đồ mô tả chi tiết cách các phân tử thực phẩm tương tác với vi khuẩn đường ruột, tiết lộ lý do tại sao mỗi cá nhân lại phản ứng khác nhau với cùng một loại thực phẩm.
Mở khóa sức khỏe tối ưu: Bản đồ đột phá của Yale mở đường cho chế độ ăn uống cá nhân hóa
Các nhà khoa học tại Yale đã phát triển một bản đồ mô tả chi tiết cách các phân tử thực phẩm tương tác với vi khuẩn đường ruột, tiết lộ lý do tại sao mỗi cá nhân lại phản ứng khác nhau với cùng một loại thực phẩm. Nghiên cứu này có thể dẫn đến các kế hoạch dinh dưỡng được cá nhân hóa phù hợp với phản ứng của ruột để giúp kiểm soát và ngăn ngừa bệnh tật.
Các nhà nghiên cứu tại Yale đã tạo ra bản đồ hệ thống đầu tiên cho thấy cách vi khuẩn đường ruột của từng cá nhân tương tác với các phân tử trong chế độ ăn uống.
Nghiên cứu cơ bản này phác thảo cách các vi khuẩn đường ruột khác nhau xử lý các hợp chất thực phẩm, ảnh hưởng đến sức khỏe của chúng ta. Công trình của nhóm hứa hẹn sẽ điều chỉnh chế độ dinh dưỡng được cá nhân hóa dựa trên cách các gen vi khuẩn cụ thể trong ruột của chúng ta phản ứng với thực phẩm, có khả năng giải quyết các bệnh như tiểu đường và ung thư.
Sức khỏe đường ruột và dinh dưỡng được cá nhân hóa
“Sức khỏe đường ruột” đang ngày càng trở nên phổ biến trong số những người đam mê thực phẩm và chuyên gia dinh dưỡng vì một lý do chính đáng. Hàng nghìn tỷ vi khuẩn và vi khuẩn cư trú trong ruột của chúng ta đóng vai trò quan trọng trong nhiều kết quả sức khỏe và bệnh tật khác nhau.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học vi sinh vật Yale đã đạt được tiến bộ đáng kể hướng tới dinh dưỡng được cá nhân hóa dựa trên bằng chứng, đáp ứng các yêu cầu về sức khỏe đường ruột của từng cá nhân.
Phòng thí nghiệm của Andrew Goodman đã tạo ra bản đồ toàn diện đầu tiên minh họa cách các phân tử trong các loại thực phẩm cụ thể tương tác với vi khuẩn đường ruột độc đáo của chúng ta.
Những khám phá của họ gần đây đã được giới thiệu trên tạp chí Cell.
Phản ứng chế độ ăn uống và sự khác biệt của vi khuẩn đường ruột
Dựa trên nghiên cứu trước đó về thuốc và vi khuẩn đường ruột, các nhà khoa học đã tìm hiểu lý do tại sao những người khác nhau lại phản ứng khác nhau với cùng một loại thực phẩm.
“Chúng tôi biết rằng chế độ ăn uống là một thành phần rất lớn đối với sức khỏe của chúng ta và định hình hệ vi sinh vật của chúng ta”, Elizabeth Culp, cựu nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Phòng thí nghiệm Goodman và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu, giải thích.
Mặc dù một lượng lớn công trình đã mô tả tác động của ‘chất dinh dưỡng đa lượng’ như chất xơ đối với hệ vi sinh vật đường ruột của chúng ta, nhưng đáng ngạc nhiên là chúng ta biết rất ít về cách các thành phần phân tử nhỏ khác trong thực phẩm thúc đẩy các vấn đề sức khỏe.
“Ngoài các ví dụ giai thoại trong tài liệu khoa học, bằng chứng về việc mọi người có thể thay đổi chế độ ăn uống nào để giúp họ kiểm soát các yếu tố nguy cơ mắc các bệnh như tiểu đường hoặc ung thư là rất ít”, Culp cho biết.
“Có thể là do hệ vi sinh vật của chúng ta phản ứng khác nhau với cùng một phân tử có trong thực phẩm”.
Hướng tới các khuyến nghị về chế độ ăn uống được cá nhân hóa
Các nhà khoa học đã thiết kế một bản đồ hệ thống về các tương tác giữa các phân tử nhỏ trong thực phẩm của chúng ta và các loại vi khuẩn khác nhau trong ruột.
Công trình này là một trong những công trình đầu tiên mô tả các gen vi khuẩn cụ thể chịu trách nhiệm cho quá trình chuyển hóa các hợp chất trong chế độ ăn uống và cơ chế về cách các hợp chất trong chế độ ăn uống thay đổi hệ vi sinh vật của chúng ta.
Sử dụng sắc ký lỏng-phổ khối tại Trung tâm phân tích Yale West Campus, các nhà khoa học đã kết hợp các phân tử khác nhau với vi khuẩn đường ruột để tạo ra các mô hình tăng trưởng và bản đồ cho khoảng 150 hợp chất ‘xenobiotic’ trong chế độ ăn uống. Việc giải trình tự tại Trung tâm phân tích bộ gen Yale cho phép nhóm nghiên cứu đo lường mức độ thay đổi trong thành phần của các cộng đồng ruột người.
Goodman, Giáo sư C.N.H. Long và Chủ tịch về Sinh bệnh học vi khuẩn, kiêm Giám đốc Viện khoa học vi khuẩn (MSI), cho biết: “Chúng tôi đã rất ngạc nhiên về mức độ biến đổi”.
“Cùng một hợp chất trong chế độ ăn uống có thể định hình lại đáng kể cộng đồng vi khuẩn đường ruột của một số cá nhân trong khi hầu như không ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đường ruột của những người khác”,
Bản đồ phân tử cung cấp một cơ chế để giải thích những phản ứng khác nhau này giữa những người khác nhau, cho thấy cách một hợp chất trong chế độ ăn uống tác động đến sự phát triển của vi khuẩn đường ruột và cách hợp chất đó bị thay đổi về mặt chuyển hóa bởi cộng đồng vi khuẩn.
Việc dự đoán cách một cá nhân phản ứng với một loại thực phẩm nhất định – và cuối cùng là cách thức điều này ảnh hưởng đến sức khỏe của họ – vẫn còn khó khăn. Tuy nhiên, những phát hiện này cung cấp nền tảng để hiểu cách các phản ứng chuyển hóa khác nhau giữa những người và cách những khác biệt này định hình sự phát triển của vi khuẩn ‘tốt’ hoặc ‘xấu’ trong ruột của chúng ta.
“Nếu chúng ta có thể tìm ra các gen vi khuẩn cụ thể quyết định cách hệ vi sinh vật phản ứng với một phân tử trong thực phẩm của chúng ta và cách những gen này khác nhau giữa các hệ vi sinh vật đường ruột của những người khác nhau, thì mối tương quan với các bệnh như ung thư, tiểu đường hoặc nhiễm trùng đường tiêu hóa có thể bắt đầu có ý nghĩa”, Culp, hiện là nhà khoa học tại Empress Therapeutics ở Boston kết luận.
“Đây là bước đầu tiên hướng tới việc tạo ra các khuyến nghị về chế độ ăn uống tùy chỉnh như một phần của các chiến lược dinh dưỡng được cá nhân hóa”.
Tài liệu tham khảo: “Sự chuyển đổi vi khuẩn của chất lạ trong chế độ ăn uống định hình thành phần hệ vi sinh vật đường ruột” của Elizabeth J. Culp, Nora T. Nelson, Andrew A. Verdegaal và Andrew L. Goodman, ngày 24 tháng 9 năm 2024, Cell.
DOI: 10.1016/j.cell.2024.08.038
Các thành viên phòng thí nghiệm MSI là Andrew Verdegaal và Nora Nelson là những tác giả bổ sung của nghiên cứu này.
Theo Scitecdaily 2024
