Nutrizione e nutrigenomica

Unità di ricerca (NN) - Genomica, metabolomica e bioinformatica per misurare a livello sistemico il flusso metabolico umano in risposta ad una manipolazione della dieta.

La missione dell'unità Nutrizione e Nutrigenomica è di fornire un nucleo di ricerca sulla nutrizione umana per l’area strategica emergente della nutrigenomica. Le tecnologie di genomica, metabolomica e bioinformatica rappresentano per la prima volta un kit di strumenti capace di misurare a livello sistemico il flusso metabolico umano in risposta ad una manipolazione della dieta.
Nonostante l’importante contributo del fattore genetico a molte malattie umane, il rischio di sviluppare tali malattie è anche fortemente influenzato da fattori ambientali. L’alimentazione e la nutrizione rappresentano importanti contributi ambientali per il rischio di sviluppare malattie croniche e giocano un ruolo chiave nella mortalità associata a malattie cardiovascolari, cancro, diabete e demenza prematura. Dati epidemiologici suggeriscono che l’alimentazione occidentale, ricca di carni rosse e industrialmente processate, di grassi e zuccheri raffinati aumenta il rischio di queste malattie croniche, spesso mediante aumento del peso corporeo ed obesità. Diversamente, altri studi dimostrano anche che cibi integrali, alcuni prodotti latticini e diete ricche di fibre alimentari e metaboliti vegetali secondari o polifenoli proteggono da questo tipo di malattie. La frutta in particolare è associata con la riduzione del rischio di malattie croniche. Una manipolazione della dieta con cibi noti per ridurre il rischio di sviluppare tali malattie potrebbe costituire un beneficio reale in termini di riduzione dell’impatto socioeconomico e miglioramento della qualità della vita. Nonostante sia riconosciuto che la maggioranza dei presunti componenti alimentari, contenuti in tali cibi promuoventi la salute, debbano interagire con i microbiota intestinali prima di diventare biologicamente attivi, i meccanismi alla base di tale effetto rimangono scarsamente conosciuti. Nel gruppo Nutrizione e Nutrigenomica utilizziamo una serie di modelli in vitro impieganti cellule umane, modelli di microbiota intestinali e interventi diretti sulla dieta di soggetti umani per elucidare l’impatto metabolico di derivati vegetali e prodotti alimentari fermentati sulla salute umana e su biomarcatori di malattie croniche.
Il gruppo fornisce expertise in modelli da laboratorio dei microbiota intestinali e di fermentazione colonica, colture cellulari umane e la capacità di condurre studi pilota di interventi sulla dieta, così come aspetti tecnologici di microorganismi usati nella produzione di cibi fermentati e functional foods. In combinazione con le piattaforme di genomica, metabolomica e bioinformatica in FEM, il gruppo fornisce un ente di ricerca unico e una delle colonne portanti nel centro di eccellenza emergente della nutrigenomica in FEM.

Principali pubblicazioni
Ultimi lavori

  1. Guzzon R, Carafa I, Tuohy K, Cervantes G, Vernetti L, Barmaz A, Larcher R, Franciosi E. Exploring the microbiota of the red-brown defect in smear-ripened cheese by 454-pyrosequencing and its prevention using different cleaning systems. Food Microbiol. 2017 Apr;62:160-168. doi: 10.1016/j.fm.2016.10.018 . Epub 2016 Oct 10.
  2. Alfonzo A, Miceli C, Nasca A, Franciosi E, Ventimiglia G, Di Gerlando R, Tuohy K, Francesca N, Moschetti G, Settanni L. Monitoring of wheat lactic acid bacteria from the field until the first step of dough fermentation. Food Microbiol. 2017 Apr;62:256-269. doi: 10.1016/j.fm.2016.10.014 . Epub 2016 Oct 11.
  3. Hill CJ, Lynch DB, Murphy K, Ulaszewska M, Jeffery IB, O'Shea CA, Watkins C, Dempsey E, Mattivi F,Touhy K, Ross RP, Ryan CA, O' Toole PW, Stanton C. Evolution of gut microbiota composition from birth to 24 weeks in the INFANTMET Cohort. Microbiome. 2017 Jan 17;5(1):4. doi: 10.1186/s40168-016-0213-y .
  4. Enani S, Przemska-Kosicka A, Childs CE, Maidens C, Dong H, Conterno L, Tuohy K, Todd S, Gosney M, Yaqoob P. Impact of ageing and a synbiotic on the immune response to seasonal influenza vaccination; a randomised controlled trial. Clin Nutr. 2017 Jan 28. pii: S0261-5614(17)30035-3. doi: 10.1016/j.clnu.2017.01.011 . [Epub ahead of print]
  5. Connolly ML, Tzounis X, Tuohy KM, Lovegrove JA. Hypocholesterolemic and Prebiotic Effects of a Whole-Grain Oat-Based Granola Breakfast Cereal in a Cardio-Metabolic "At Risk" Population. Front Microbiol. 2016 Nov 7;7:1675. eCollection 2016.

Pubblicazioni più rilevanti

  1. Basso N, Soricelli E, Castagneto-Gissey L, Casella G, Albanese D, Fava F, Donati C, Tuohy K, Angelini G, La Neve F, Severino A, Kamvissi-Lorenz V, Birkenfeld AL, Bornstein S, Manco M, Mingrone G. Insulin resistance, microbiota and fat distribution changes by a new model of vertical sleeve gastrectomy in obese rats. Diabetes. 2016 Jul 18. pii: db160039. doi: 10.2337/db16-0039 .
  2. Rizzetto L., Ifrim DI., Moretti ., Tocci N, Cheng SC., Quintin J., Renga G, Oikonomou V, De Filippo C., Weil T, Blok BA, Lenucci MS, Santos MAS, Romani L, Netea MG., Cavalieri D. Fungal Chitin Induces Trained Immunity in Human Monocytes during Cross-talk of the Host with Saccharomyces cerevisiae, JBC, Apr 8;291(15):7961-72. doi: 10.1074/jbc.M115.699645 . Epub 2016 Feb 17
  3. Ulaszewska, M.M., Trost, K., Stanstrup, J., Tuohy, K.M., Franceschi, P., Chong, M.F.F., George, T., Minihane, A.-M., Lovegrove, J.A., Mattivi, F. (2016) Urinary metabolomic profiling to identify biomarkers of a flavonoid-rich and flavonoid poor fruits and vegetables diet in adults: the FLAVURS trial. Metabolomics, Feb. doi: 10.1007/s11306-015-0935-z .
  4. Carafa I, Clementi F, Tuohy K, Franciosi E. Microbial evolution of traditional mountain cheese and characterization of early fermentation cocci for selection of autochtonous dairy starter strains. Food Microbiol. 2016 Feb;53(Pt B):94-103. doi: 10.1016/j.fm.2015.09.001 .
  5. Fava F, Gitau R, Griffin BA, Gibson GR, Tuohy KM, Lovegrove JA. (2013) The type and quantity of dietary fat and carbohydrate alter faecal microbiome and short-chain fatty acid excretion in a metabolic syndrome 'at-risk' population. International Journal of Obesity (Lond). 37(2):216-23.

Progetti

  • The intestine and its resident microbiota play a critical role in host metabolic and immune homeostasis, key processes in healthy ageing and chronic disease risk. We investigate how the gut microbiome regulates immune and metabolic homeostasis identifying targets for reducing disease risk through dietary modulation.
  • The gut:liver:brain axis represents an information highway linking the foods we eat with brain development, cognitive function, satiety and mental health through-out life. We investigate how diet:microbe interactions in the gut impact on brain function.
  • Using state of the art microbiological techniques and metabolite profiling we examine how microorganisms and animal health/husbandry/diet all impact on fermented dairy food quality and nutritional composition.

Responsabile

TUOHY KIERAN MICHAEL

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