Una dieta vegana a breve termine potrebbe rallentare l'invecchiamento biologico / A Short-Term Vegan Diet May Slow Biological Aging
Una dieta vegana a breve termine potrebbe rallentare l'invecchiamento biologico / A Short-Term Vegan Diet May Slow Biological Aging
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
Spesso si decantano i benefici di una dieta vegana per la salute, e la ricerca sta ora facendo luce su come evitare i prodotti di origine animale possa produrre effetti biologici positivi.
Un nuovo studio ha scoperto che passare ad una dieta vegana per un solo mese può rimodellare i modelli epigenetici associati all'infiammazione, alla crescita cellulare ed al metabolismo, rallentando al contempo l'invecchiamento biologico.
Comprendere come la dieta influisce sul nostro epigenoma
La dieta che seguiamo ha un impatto significativo sulla nostra salute. Le strategie alimentari sono considerate un potenziale intervento per rallentare il ritmo dei cambiamenti molecolari associati all'invecchiamento.
Il veganismo ha guadagnato popolarità negli ultimi anni, poiché le diete vegane sono associate ad effetti antinfiammatori, ad un miglior controllo glicemico ed ad un minor rischio di malattie cardiometaboliche.
Tuttavia, i meccanismi molecolari che collegano una dieta vegana ai suoi benefici per la salute non sono ancora del tutto chiari.
I fattori ambientali, come l'alimentazione, possono alterare l'epigenoma, che a sua volta regola l'espressione genica. Pertanto, la regolazione epigenetica , inclusa la metilazione del DNA, funge da ponte molecolare tra la dieta e gli stati cellulari.
L'epigenoma
L'epigenoma si riferisce alle modifiche chimiche che si sovrappongono al genoma e che determinano quali geni vengono espressi senza alterare la sequenza del DNA sottostante.
Per studiare l'influenza di una dieta vegana sulla salute, i ricercatori dell'Università della California, San Diego (UCSD) hanno condotto uno studio clinico randomizzato in cui i partecipanti hanno seguito una dieta standardizzata per una settimana, per poi consumare una dieta vegana od una dieta ricca di carne per quattro settimane.
Poiché la perdita di peso è comunemente associata alle diete vegane, ai partecipanti è stato chiesto di mantenere invariato l'apporto calorico totale per consentire ai ricercatori di isolare gli effetti della composizione della dieta.
Sono stati analizzati i profili di metilazione del DNA a livello genomico dei partecipanti prima e dopo l'intervento dietetico, esaminando 800.000 siti di metilazione.
metilazione del DNA
Le modificazioni di metilazione sul DNA alterano la conformazione spaziale del DNA, compattandolo ed impedendo così il legame dei fattori di trascrizione alle regioni promotrici, sopprimendo di conseguenza l'espressione genica.
I ricercatori hanno scoperto che, dopo l'intervento, 97 siti mostravano differenze di metilazione tra i partecipanti che seguivano una dieta vegana e quelli che seguivano una dieta ricca di carne. Sebbene ciò suggerisca che la dieta abbia un impatto misurabile sulla metilazione del DNA, gli autori hanno osservato che le sostanziali differenze epigenetiche tra gli individui rendono difficile attribuire in modo definitivo questi cambiamenti esclusivamente alla dieta.
Si sono quindi concentrati su come la metilazione del DNA cambiava tra la fase iniziale e la fine dello studio in ciascun gruppo, in particolare nei siti di metilazione associati alle regioni promotrici dei geni.
Il cambiamento nella dieta ha alterato questi siti di metilazione in entrambi i gruppi alimentari, ma il numero di siti che hanno perso la metilazione è risultato maggiore nel gruppo che consumava carne, indicando un'attivazione genica indotta dalla dieta.
"I nostri geni non determinano il nostro destino", ha affermato il dottor Jerome Mertens, professore associato di neuroscienze presso la Facoltà di Medicina dell'UCSD e coautore senior dello studio. "La scoperta più notevole non è semplicemente che una dieta si sia dimostrata più efficace di un'altra. È che l'epigenoma ha risposto in modo misurabile in sole quattro settimane, dimostrando che la nostra biologia è molto più dinamica e reattiva alle scelte quotidiane di quanto spesso si creda."
I partecipanti che seguivano una dieta vegana hanno mostrato una maggiore metilazione (silenzio genico) nelle regioni promotrici associate al cancro, allo stress cellulare ed ai percorsi di proliferazione delle cellule muscolari. È stato inoltre riscontrato che i geni con proprietà antitumorali risultavano attivati epigeneticamente nelle persone che avevano seguito una dieta vegana.
I ricercatori hanno individuato specifici percorsi di segnalazione influenzati dalla dieta, tra cui Hippo ed il bersaglio della rapamicina nei mammiferi (mTOR), che risultavano repressi nei soggetti con dieta vegana, e AMPK e la segnalazione dell'insulina, che risultavano attivati nel gruppo con dieta vegana.
Vie di segnalazione
Hippo: La via di segnalazione Hippo influenza la proliferazione e la differenziazione cellulare, la rigenerazione dei tessuti, la crescita degli organi e l'embriogenesi. La disregolazione della via di segnalazione Hippo può contribuire allo sviluppo di tumori, malattie cardiache e disfunzioni immunitarie.
mTOR: La via di segnalazione mTOR è un regolatore centrale del metabolismo cellulare, della crescita, della proliferazione e della sopravvivenza. È comunemente disregolata nel cancro.
AMPK: La segnalazione attraverso la via AMPK svolge un ruolo fondamentale nella regolazione della crescita e del metabolismo. L'AMPK può essere disregolata in molte malattie croniche, tra cui diabete, obesità e cancro.
Insulina: La segnalazione dell'insulina attiva una complessa rete di ulteriori cascate di segnalazione, che influenzano molteplici processi fisiologici, tra cui l'assorbimento e la sintesi del glucosio, l'espressione genica, la sintesi di proteine e DNA e l'apoptosi.
Questi risultati illustrano i potenziali meccanismi alla base degli effetti benefici delle diete vegane sulla salute, confermati da ricerche precedenti che indicano un'associazione tra le diete a base vegetale ed un ridotto rischio di cancro.
Una dieta vegana altera l'invecchiamento biologico
Gli orologi epigenetici dell'invecchiamento sono algoritmi che utilizzano i dati di metilazione del DNA per stimare l'"età biologica" delle cellule. Questi orologi confrontano l'età biologica con l'età cronologica per fornire una misura dello stato di salute.
Due orologi biologici progettati per stimare gli esiti di salute legati all'età, PhenoAge e GrimAge, hanno rivelato che una dieta vegana sembra rallentare il ritmo dell'invecchiamento biologico, stimando differenze tra età biologica ed età cronologica rispettivamente di 1,7 anni e 0,53 anni.
È opportuno sottolineare che le ridotte dimensioni del campione, composto da soli 48 partecipanti, hanno impedito confronti statisticamente significativi tra i gruppi per quanto riguarda l'accelerazione misurata da PhenoAge e GrimAge.
Tuttavia, l'analisi condotta con l'orologio biologico Blood&Skin, ottimizzato per prevedere l'età cronologica, ha indicato che l'intervento basato sulla dieta vegana potrebbe aver accelerato l'invecchiamento.
"Questi risultati rafforzano l'idea che non tutte le misurazioni dell'invecchiamento biologico catturino gli stessi processi biologici", ha affermato Mertens. "Gli orologi biologici associati al rischio di malattia ed alla salute generale puntavano costantemente nella stessa direzione, suggerendo che i cambiamenti nella dieta influenzassero i percorsi biologici legati alla salute, piuttosto che limitarsi al semplice trascorrere del tempo."
Anche la dieta ha modificato la distribuzione delle cellule immunitarie
Le modifiche nella distribuzione delle cellule immunitarie possono indicare cambiamenti fisiologici rilevanti per l'infiammazione e l'invecchiamento, quindi gli autori hanno utilizzato i dati epigenetici per studiare come il sistema immunitario si modifica in risposta alla dieta.
La metilazione del DNA è specifica per tipo di cellula, quindi i dati epigenetici ricavati da campioni di sangue possono essere utilizzati per dedurre le proporzioni delle diverse cellule immunitarie presenti.
I ricercatori hanno scoperto che la dieta vegana sembrava spostare il sistema immunitario verso uno stato meno infiammatorio. I livelli di cellule T CD4+, che regolano le risposte immunitarie, erano significativamente più alti nelle persone che seguivano una dieta vegana, ed i livelli di neutrofili pro-infiammatori erano più bassi rispetto al gruppo che consumava carne.
Il termine "inflammaging" si riferisce all'ipotesi secondo cui l'infiammazione cronica accelera l'invecchiamento biologico. La scoperta che le diete vegane potrebbero ridurre l'infiammazione aumentando i livelli di cellule T CD4+ suggerisce che gli interventi dietetici potrebbero rallentare questo processo e potenzialmente ritardare le malattie legate all'età.
Gli autori sottolineano che, data la ridotta dimensione del campione e la breve durata dello studio, sono necessari gruppi di partecipanti più ampi e periodi di intervento dietetico più lunghi per comprendere appieno l'impatto dei cambiamenti epigenetici osservati e l'influenza della dieta sull'invecchiamento biologico e sulla salute.
"Il nostro studio si aggiunge alle crescenti prove che dimostrano come la nutrizione possa influenzare la biologia a livello molecolare", ha affermato il dottor Max Storz, medico e ricercatore presso il Centro medico dell'Università di Friburgo e coautore senior dello studio.
“Il prossimo passo è capire se questi cambiamenti epigenetici persistono nel tempo e se si traducono in miglioramenti significativi della salute a lungo termine. Ciò richiederà studi clinici più ampi, ma questi risultati forniscono una base importante.”
ENGLISH
A month-long vegan diet altered epigenetic patterns associated with aging, cancer, metabolism, and inflammation.
People often tout a vegan diet for its health benefits, and research is now shedding light on how avoiding animal products may produce positive biological effects.
A new study has found that switching to a vegan diet for just one month can reshape epigenetic patterns associated with inflammation, cell growth, and metabolism, while also slowing biological aging.
Understanding how diet affects our epigenome
The diet we follow has a large impact on our health. Dietary strategies are considered one potential intervention for slowing the rate of the molecular changes associated with aging.
Veganism has been rising in popularity over recent years, with vegan diets being associated with anti-inflammatory effects, improved glycemic control, and a lower risk of cardiometabolic disease.
However, the molecular pathways that link a vegan diet to its health benefits are not well understood.
Environmental factors, like nutrition, can alter the epigenome, which in turn regulates gene expression. As such, epigenetic regulation, including DNA methylation, acts as a molecular bridge between diet and cellular states.
The epigenome
The epigenome refers to the chemical modifications that are layered on top of the genome that determine which genes are expressed without changing the underlying DNA sequence.
To explore how a vegan diet influences health, researchers from the University of California, San Diego (UCSD) conducted a randomized clinical trial in which participants followed a standardized diet for one week, then consumed either a vegan or a meat-rich diet for four weeks.
As weight loss is commonly associated with vegan diets, participants were instructed to maintain their total caloric intake to enable the researchers to isolate the effects of diet composition.
Genome-wide DNA methylation patterns from the participants were analyzed before and after the dietary intervention, with 800,000 methylation sites examined.
DNA methylation
Methylation marks on DNA change the spatial conformation of DNA, compacting it to prevent transcription factor binding at promoter regions and therefore suppressing gene expression.
The researchers found that after the intervention, 97 sites showed methylation differences between participants on a vegan diet and those on a meat-rich diet. While this suggests that diet has a measurable impact on DNA methylation, the authors noted that substantial epigenetic differences between individuals make it difficult to definitively attribute these changes exclusively to diet.
They therefore focused on how DNA methylation changed between baseline and trial completion in each group, particularly at methylation sites associated with gene promoter regions.
The change in diet altered these methylation sites in both diet groups, but the number of sites that lost methylation was higher in the meat-eating group, indicating diet-induced gene activation.
“Our genes are not our destiny,” said Dr. Jerome Mertens, associate professor of neurosciences at UCSD School of Medicine and co-senior author of the study. “The remarkable finding isn’t simply that one diet outperformed another. It’s that the epigenome responded measurably in just four weeks, showing that our biology is far more dynamic—and responsive to everyday choices—than we often assume.”
Participants on the vegan diet exhibited greater methylation (gene silencing) at promoter regions associated with cancer, cell stress, and muscle cell proliferation pathways. Genes with anticancer properties were also found to be epigenetically activated in people who had consumed a vegan diet.
The researchers pinpointed specific signaling pathways that were affected by diet, including Hippo and the mammalian target of rapamycin (mTOR), which were repressed in those on vegan diet, and AMPK and insulin signaling, which were activated in the vegan diet cohort.
Signaling pathways
Hippo: The Hippo pathway influences cell proliferation and differentiation, tissue regeneration, organ growth and embryogenesis. Dysregulation of the Hippo pathway can contribute to cancer, cardiac diseases, and immune dysfunction.
mTOR: mTOR signaling is a central regulator of cell metabolism, growth, proliferation, and survival. It is commonly dysregulated in cancer.
AMPK: Signaling via the AMPK pathway plays critical roles in regulating growth and metabolism. AMPK can be dysregulated in many chronic diseases, including diabetes, obesity, and cancer.
Insulin: Insulin signaling activates a complex network of further signaling cascades, which affect multiple physiological process, including glucose uptake and synthesis, gene expression, protein and DNA synthesis, and apoptosis.
These findings illustrate potential mechanisms underlying the health effects of vegan diets, which is supported by prior research that indicates that plant-based diets are associated with reduced cancer risk.
A vegan diet alters biological aging
Epigenetic aging clocks are algorithms that use DNA methylation data to estimate a "biological age" of cells. These clocks compare biological age and chronological age to provide a measure of health.
Two clocks designed to estimate age-related health outcomes, PhenoAge and GrimAge, revealed that a vegan diet appeared to slow the pace of biological aging, estimating differences between biological and chronological age of 1.7 years and 0.53 years, respectively.
It is worth noting that the small cohort size of 48 participants prevented statistically significant between-group comparisons of PhenoAge and GrimAge acceleration.
However, analysis with the Blood&Skin clock, which was optimized to predict chronological age, indicated that the vegan diet intervention may have accelerated aging.
“These findings reinforce the idea that not all measures of biological aging capture the same biology,” said Mertens. “The clocks associated with disease risk and overall health consistently pointed in the same direction, suggesting the dietary changes were influencing pathways tied to health rather than simply the passage of time.”
Diet also changed the distribution of immune cells
Changes in immune cell distribution can indicate physiological changes relevant to inflammation and aging, so the authors used the epigenetic data to study how the immune system changed in response to diet.
DNA methylation is cell-type-specific, so epigenetic data from blood samples can be used to infer the proportions of different immune cells present.
The researchers found that the vegan diet appeared to shift the immune system towards a less inflammatory state. Levels of CD4+ T cells, which regulate immune responses, were significantly higher in people who ate a vegan diet, and levels of pro-inflammatory neutrophils were lower compared to the meat-eating group.
"Inflammaging" refers to the hypothesis that chronic inflammation accelerates biological aging. The finding that vegan diets might reduce inflammation by increasing CD4+ T cell levels suggests that dietary interventions could slow this process and potentially delay age-related diseases.
The authors stress that as the study had a small sample size and short duration, larger participant cohorts and longer dietary intervention periods are needed to fully understand the impact of the observed epigenetic changes and the influence of diet on biological aging and health.
“Our study adds to growing evidence that nutrition can shape biology at the molecular level,” said Dr. Max Storz, a clinician and researcher from the University of Freiburg Medical Center and co-senior author of the study.
“The next step is to understand whether these epigenetic changes persist over time and whether they translate into meaningful improvements in long-term health. That will require larger clinical studies, but these findings provide an important foundation.”
Da:
https://www.technologynetworks.com/genomics/news/a-short-term-vegan-diet-may-slow-biological-aging-415979?utm_campaign=NEWSLETTER_TN_Breaking%20Science%20News&utm_medium=email&_hsenc=p2ANqtz-9Jb_hOlzTj8EVur5_PECHfD3CBPxuGvXteA7awWMP4W92v3T1-Qnz8uat_8zHNDKKh_WVhyMjBDxuqvjbaZVRseydd64UNzYvOm-ZOlR6hyTY0OFE&_hsmi=435744681&utm_content=435744681&utm_source=hs_email
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