Dieet-RNA is rijp voor onderzoek
In het midden van de negentiende eeuw besprak de Duitse filosoof Ludwig Feuerbach een monografie over de invloed van voedingschemicaliën op de samenstelling en functie van het lichaam. In zijn essay beweerde hij dat voedsel zelfs de cognitie beïnvloedt, en bedacht hij de uitdrukking: “je bent wat je eet”. Om de wereld te veranderen, moet je de mensen beter voedsel geven, zei hij.
De studie van voeding heeft sindsdien aanzienlijke vooruitgang geboekt. Hoe het lichaam moleculaire bouwstenen en energie uit voedsel haalt, is goed begrepen. Maar kan voedsel meer zijn dan alleen brandstof? In 2012 suggereerde een artikel precies dat: een voedingscomponent die interageert met de genetische code.
De auteurs van de studie1 meldden dat korte moleculen van RNA genaamd microRNA’s (miRNA) uit rijst zich ophopen in weefsels, en een belangrijk leverenzym reguleren. Deze regulering was zo effectief dat, verrassend genoeg, een plantaardig dieet het niveau van circulerend cholesterol bij muizen aanzienlijk leek te verhogen. Dit, en andere rapporten van dezelfde groep over voedings-RNA-bevattende deeltjes, waaronder extracellulaire blaasjes (EV’s), wekten grote opwinding.
Maar ondanks talrijke replicatie- en analysestudies is er weinig of geen systemische opname van voedings-RNA waargenomen. Een getrouwe replicatie van de oorspronkelijke experimenten, maar waarbij muizen die een uitgebalanceerd rijstdieet kregen werden vergeleken met dieren die alleen rijst kregen, toonde aan dat de cholesterolbevinding niet het resultaat was van miRNA-overdracht, maar eerder een verhongeringsreactie op een qua voedingswaarde ontoereikend rijstdieet2. In een studie van dit jaar bij koeien ontdekten onderzoekers dat tijdens het venster van 24 uur na de geboorte, waarin kalveren antilichamen uit de moedermelk kunnen opnemen, eiwitten en lipidemembranen gemakkelijk in de circulatie terechtkomen – maar RNA niet3.
Echter, systemische overdracht, waarbij moleculen meerdere barrières in het lichaam passeren, is niet de enige manier waarop RNA uit de voeding de gezondheid zou kunnen beïnvloeden, behalve als brandstof4. Voedings-RNA-dragers hebben toegang tot de epitheel- en immuun-bewakingscellen van het spijsverteringskanaal. Zij staan waarschijnlijk ook in wisselwerking met de diverse soorten micro-organismen die in de darm leven.
Dergelijke interacties zouden kunnen worden benut om therapeutische kleine RNA-strengen af te geven ter bestrijding van specifieke gezondheidsaandoeningen. Het eerste bewijs voor de overdracht van RNA van het ene organisme naar het andere werd geleverd door de ontdekking dat bacteriën, oraal toegediend, therapeutisch RNA konden overbrengen naar menselijke colorectale kankercellen die in muizen waren getransplanteerd5. De bacteriën hoeven zich niet te vermenigvuldigen om deze effecten te bereiken, zodat bacteriële EV’s een veiliger en zeer schaalbaar alternatief kunnen zijn voor levende organismen. En bacteriële vesikels zijn niet de enige mogelijke overbrengingsmiddelen. Voedselplanten, gemengd en opgesplitst in nanodeeltjes die lijken op EV’s, zouden RNA’s en kleine moleculegeneesmiddelen aan epitheelcellen kunnen leveren6. Op voedsel gebaseerde RNA-delivery strategieën zullen waarschijnlijk een zeer laag risico inhouden, omdat er geen bewijs is dat RNA uit voeding schadelijk is.
Deeltjes geproduceerd uit deze plantaardige ‘smoothies’ zouden het darmmicrobioom kunnen beïnvloeden – net zoals epitheliale EV’s van de gastheer aantoonbaar doen – en RNA’s zouden een rol kunnen spelen in dit fenomeen. Omdat de gezondheid van het microbioom nu een erkende factor is bij aandoeningen zoals kanker en neurodegeneratieve ziekten, moeten de effecten van RNA en EV’s in de voeding intensiever worden onderzocht. Theoretisch zou RNA in de voeding of gemanipuleerde RNA-additieven ziekteverwekkers kunnen verzwakken of elimineren door zich te richten op essentiële genetische elementen. Het zou ook kunnen worden gebruikt om het evenwicht tussen de microben in de darm te verfijnen, omdat verschillende RNA-moleculen verschillende effecten hebben op de diverse darm-microbenpopulaties.
In zijn essay stelde Feuerbach dat de opstand van het Duitse volk was mislukt omdat het te veel aardappelen at. Een dieet rijker aan bonen, dacht hij, zou politieke verandering teweeg hebben gebracht. Een dergelijke gedachte lijkt nu vreemd, en het politieke activisme van een persoon versterken door middel van microRNA in de voeding is een vergezocht idee.
Niettemin zijn er mogelijkheden in overvloed om te bestuderen of RNA in de voeding terechtkomt in de cellen van het spijsverteringskanaal en de microben die daar leven. Maar deze onderzoeken moeten passende controles omvatten om te bepalen of het extracellulaire RNA in de voeding vooral een voedingsbron is in de vorm van moleculaire bouwstenen, of dat specifieke RNA-sequenties worden overgebracht naar microbiële of gastheer-darmcellen waar zij andere nucleïnezuren reguleren.
Indien dit laatste het geval is, zullen onderzoekers moeten bepalen of natief RNA in de voeding therapeutisch werkzaam is, of dat het nodig is om blaasjes in te brengen die geladen zijn met natuurlijk voorkomend of synthetisch RNA. Kan een ‘smoothie’ of zelfs onbewerkt voedsel RNA afgeven, of moeten EV-achtige deeltjes uit deze bronnen worden afgescheiden en geconcentreerd?
Ten slotte moeten de mechanismen van afgifte en het gebruik van RNA in de ontvangende cel worden ontrafeld. Als we precies weten hoe RNA wordt opgenomen en opgenomen in regulatorische complexen, kunnen onderzoekers deze routes benutten en verbeteren. Hoewel het niet mogelijk is te voorspellen hoe deze experimenten zullen uitpakken, zouden de bevindingen kunnen leiden tot het gebruik van specifieke voedingsmiddelen en verwerkingsmethoden als therapie of om de darmgezondheid te verbeteren.
Afhankelijk van de uitkomst zouden Feuerbachs ideeën wel eens juist kunnen blijken te zijn op een moleculair niveau dat hij niet had kunnen voorzien.