Le rôle crucial de la nutrition dans la santé nécessite le développement d’outils d’évaluation alimentaire capables d’évaluer avec précision les relations de cause à effet avec diverses conséquences liées à la santé.
Une étude récente publiée dans Métabolisme de la nature examine l’utilité potentielle des biomarqueurs de l’apport alimentaire (BFI) sur les évaluations diététiques objectives et précises.
Étude: Vers une nutrition de précision : utiliser les biomarqueurs comme outils d’évaluation alimentaire. Crédit photo : Gorodenkoff / Shutterstock.com
Sommaire
Que sont les BFI ?
Les questionnaires de fréquence alimentaire (FFQ) et les rappels alimentaires sont également des outils d'évaluation utiles, mais leur nature subjective peut conduire à des déclarations biaisées et à une mauvaise conformité.
Un IBF est un métabolite des aliments ingérés et est défini comme une mesure de la consommation de groupes alimentaires, d'aliments ou de composants alimentaires spécifiques. Les IBF peuvent être classés en fonction de leur robustesse, dans laquelle une interférence minimale provenant d'un contexte alimentaire varié affecte l'utilisation de l'IFB dans la recherche.
La fiabilité des IBF implique que ce marqueur soit en accord qualitatif et/ou quantitatif avec d'autres biomarqueurs ou instruments diététiques. La plausibilité dépend de la spécificité et de la relation chimique du métabolite avec le nutriment en question, ce qui limite le risque d'erreur de classification due à d'autres facteurs.
La variabilité biologique des aliments riches en lipides dépend de l'absorption, de la distribution, du métabolisme et de l'élimination (ADME) de l'aliment, ainsi que des concentrations d'enzymes/transporteurs, de la variation génétique et du métabolisme microbien intestinal. Il est important de noter que cette caractéristique n'a pas été signalée pour la plupart des aliments riches en lipides.
La corrélation intra-classe (ICC) reflète également la variabilité au sein d'une population ou d'un groupe en réponse à différents facteurs. Lorsque l'ICC est faible, l'indice BFI peut être associé à un mauvais moment d'échantillonnage, à une faible fréquence de consommation ou à une variation importante de la réponse au fil du temps au sein et entre les individus et les populations.
À propos de l'étude
Après avoir validé les analyses des BFI et respecté les directives et méthodologies appropriées, les chercheurs ont effectué deux recherches systématiques d'études expérimentales et observationnelles. Par la suite, un système de classification à quatre niveaux a été utilisé pour classer les BFI signalés en fonction de leur robustesse, de leur fiabilité et de leur plausibilité.
Si tous les critères étaient remplis, l'IFB était classé comme appartenant au niveau d'utilité 1. Au niveau 2, l'IFB candidat est plausible et robuste, mais n'est pas réputé fiable. Les IFB de niveau 3 sont plausibles, mais manquent de robustesse et de fiabilité, tandis que les IFB de niveau 4 n'ont pas été signalés pour les aliments.
Si ces critères sont remplis, des caractéristiques supplémentaires, notamment la cinétique temporelle, qui fait référence à la fenêtre d’échantillonnage ou à la période de temps pendant laquelle l’IBF doit être échantillonné après l’ingestion de nutriments, les performances analytiques et la reproductibilité sont également évaluées.
BFI de niveau 1 et 2
Des IAA urinaires de niveau 1 ou validées ont été trouvées pour la viande totale, le poisson total, le poulet, les poissons gras, les fruits totaux, les agrumes, la banane, le blé ou le seigle entier, l'alcool, la bière, le vin et le café. Des IAA sanguines de niveau 1 existent pour les poissons gras, le blé et le seigle entiers, les agrumes et l'alcool.
Les IBF de niveau 2 dans l'urine comprennent les aliments végétaux totaux et divers aliments végétaux, notamment les légumineuses et les légumes, les produits laitiers et certains fruits et légumes spécifiques. Les IBF sanguins de niveau 2 existent pour les aliments végétaux, les produits laitiers, certaines viandes et certaines boissons non alcoolisées ; cependant, ces IBF comprennent moins d'aliments et sont moins validés.
Identification et validation des IBF
La découverte et la validation des BFI nécessitent des études de découverte, suivies d'études de confirmation et de prédiction. Les études sur les repas permettent d'identifier les BFI plausibles ; toutefois, celles-ci peuvent ne pas être spécifiques, à moins que d'autres aliments ne contiennent de très faibles niveaux du marqueur ou ne soient rarement consommés.
Par exemple, la bétaïne est présente à des niveaux élevés dans les oranges et est utilisée pour détecter la consommation d'oranges ou d'agrumes, bien qu'elle soit présente à de faibles niveaux dans de nombreux autres aliments. Cependant, les études de découverte peuvent être très limitées ou peu représentatives.
Les études observationnelles peuvent être utilisées pour identifier les associations entre les métabolites sanguins ou urinaires et l'alimentation, mais elles sont sujettes à confusion en raison de facteurs liés au mode de vie. Lorsque deux types d'aliments sont fréquemment consommés ensemble, comme le poisson et le thé vert au Japon, une confusion se produit avec l'indice BFI du poisson, car l'oxyde de triméthylamine (TMAO) peut également être associé au thé vert, ce qui rend ces aliments inadaptés à la découverte de l'indice BFI.
Les métabolites endogènes sont des IFB peu robustes, car ils sont produits à la fois de manière endogène et à partir d'aliments exogènes. Ces métabolites sont également associés à des variations significatives dues à des différences génétiques et microbiennes interindividuelles.
Les études de prédiction utilisent des modèles basés sur des essais contrôlés randomisés pour identifier la consommation d'un aliment donné. Cette approche surpasse les études de corrélation en identifiant les IAB qui peuvent prédire la consommation, mais dépend de la fenêtre d'échantillonnage pour plus de précision.
Plusieurs bases de données, telles que Massbank, METLIN Gen2, mzCloud (Thermo Scientific), mzCloud Advanced, Mass Spectral Database et HMDB, sont disponibles pour la recherche de métabolites. L'initiative Global Natural Products Social Molecular Networking mène des efforts pour interconnecter ces bases de données et comparer des composés inconnus à des spectres connus, comme par exemple avec l'outil de recherche de spectrométrie de masse sociale Global Natural Products (MASST).
Demandes BFI
La sélection des IBF dépend de l'objectif de l'étude. Les IBF qualitatifs sont suffisants pour identifier les cas de non-conformité ou pour effectuer des analyses selon le protocole. À l'inverse, une combinaison d'IFB caractéristiques offre une plus grande spécificité et peut même identifier un repas complet ou un régime alimentaire.
Une approche par étapes pourrait aider à identifier les consommateurs réels d’un aliment d’intérêt avant d’évaluer la quantité consommée dans une deuxième étape, permettant ainsi à des IBF encore moins robustes de jouer un rôle dans ces types d’études.
Les habitudes alimentaires peuvent être capturées par échantillonnage multiple, la fréquence et le nombre dépendant de la fenêtre d'échantillonnage et de la fréquence de consommation. Les méthodes d'échantillonnage optimales identifiées dans l'étude actuelle comprennent des échantillons d'urine ponctuels tels que les premiers mictions du matin ou les échantillons cumulatifs de la nuit, les échantillons d'urine séchée, les échantillons stockés dans des tubes à vide, les échantillons ponctuels séchés et le micro-échantillonnage.
L'échantillonnage à distance augmente le nombre de participants potentiels et la capacité à surveiller les habitudes alimentaires et leurs changements au fil du temps. Ces méthodes peuvent également améliorer les études épidémiologiques visant à identifier les corrélations entre l'alimentation et le risque de maladie.
L’affinement des méthodes d’échantillonnage et d’analyse peut également améliorer la précision de la recherche en nutrition et établir des associations fiables entre les apports alimentaires et les conséquences sur la santé.
Développement futur
Des études ultérieures sont nécessaires pour valider le développement d'indices de biomarqueurs simples et multiples en utilisant différents échantillons, groupes alimentaires et régimes, ainsi que des aliments cuits et transformés. Les indices de biomarqueurs quantitatifs doivent également être caractérisés par des études de dose-réponse, tandis que des combinaisons d'indices de biomarqueurs doivent être établies pour prédire et classer les habitudes alimentaires et d'apport.
La nutrition de précision est particulièrement importante pour lutter contre l'obésité et les maladies cardiométaboliques, pour lesquelles une approche unique ne semble pas fonctionner en raison de la grande diversité des réponses individuelles au régime. Les interventions diététiques personnalisées sont de bons moteurs de changement de comportement, et il a été démontré qu'elles améliorent la qualité de l'alimentation..”
