Nutrigénétique de la santé oculaire par le Dr Charles Desmarchelier, PharmD, PhD

Les caroténoïdes sont des pigments naturels produits dans de nombreux fruits et légumes, champignons et algues et sont responsables de couleurs allant du rouge au jaune. Les plus abondants que l’on trouve dans l’alimentation humaine et dans les tissus humains, sont le β-carotène, le lycopène, la lutéine, la β-cryptoxanthine, l’α-carotène et la zéaxanthine. La lutéine et la zéaxanthine présentent un intérêt particulier car elles se trouvent en forte concentration dans la macula de l’œil, estimée par la mesure de la densité optique du pigment maculaire (DOPM), où elles peuvent absorber la lumière bleue incidente et donc protéger la rétine des dommages induits par la lumière.¹ Leur consommation a été associée à la protection contre la dégénérescence maculaire liée à l’âge (DMLA⁾² et à l’amélioration des fonctions cognitives.³ Il existe une variabilité interindividuelle relativement importante de la MPOD, qui est en partie due à la grande variabilité interindividuelle de la biodisponibilité de la lutéine et de la zéaxanthine.⁴ Plusieurs polymorphismes nucléotidiques simples (SNP) dans une douzaine de gènes impliqués dans le métabolisme et le transport de ces molécules ont également été associés à cette variabilité. (5, 6)^{5, 6}

L’objectif de l’étude de Liu et al. 2021 était d’étudier l’implication des variations génétiques dans la variabilité de la MPOD chez 134 enfants âgés de 7 à 9 ans (comprenant à la fois des garçons et des filles).⁷ Vingt-six SNP candidats ont été sélectionnés et leur association avec la MPOD a été mesurée, en tenant compte de l’ascendance, de l’âge, du sexe, de la masse graisseuse viscérale et de l’apport alimentaire en lutéine et en zéaxanthine. Trois SNP ont été associés de manière significative à la MPOD (BCO1-rs7501331, CD36-rs1527483 et CD36-rs3173798), mais seule l’association avec CD36-rs3173798 est restée significative après ajustement de l’apport alimentaire en lutéine et en zéaxanthine, avec un R² ajusté de 0,159. La CD36 est une protéine impliquée dans le transport et le métabolisme des lipides, y compris les caroténoïdes. On la trouve aussi bien dans l’intestin que dans la rétine. CD36-rs3173798 est un locus de trait quantitatif d’expression (eQTL), c‘est-à-dire qu’il est associé à la variation des niveaux d’ARNm de CD36. La différence de MPOD rapportée par la présente étude entre les porteurs de l’allèle C de CD36-rs3173798 et les homozygotes de l’allèle T (le premier groupe présentant une valeur de MPOD inférieure de 30%) pourrait être cliniquement pertinente dans le contexte de la prévention de la DMLA. Il convient de noter que la prévalence du SNP actuel est plus élevée dans les populations non européennes.⁸ Le SNP rapporté dans BCO1 est un SNP bien connu dans le métabolisme des caroténoïdes puisque les porteurs de l’allèle T présentent une conversion réduite du β-carotène en rétinol.

Cette étude est importante car elle est la première à étudier l’association des SNP avec la MPOD chez les enfants. Étant donné qu’une MPOD plus élevée est associée à une amélioration des fonctions cognitives et qu’une MPOD plus faible est un facteur de risque de DMLA,⁹ il semble pertinent d’identifier, à un stade précoce de la vie, les personnes présentant un risque de déclin cognitif ou de pathologies oculaires. Il reste à déterminer si les personnes porteuses de l’allèle C de ce SNP bénéficieraient de recommandations diététiques visant à améliorer leur consommation et leur biodisponibilité de lutéine et de zéaxanthine et si ces résultats s’appliquent aux adolescents ou aux adultes. Néanmoins, cette étude s’ajoute à l’ensemble croissant de preuves reliant les caractéristiques génétiques à la MPOD et, par extension, au risque de DMLA et à la fonction cognitive. Les résultats suggèrent que certaines données SNP facilement accessibles pourraient être informatives pour proposer des recommandations alimentaires personnalisées visant à augmenter la MPOD avec des caroténoïdes.

Références :

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2. Aronow, M. E., & Chew, E. Y. (2014). Age-related Eye Disease Study 2: perspectives, recommendations, and unanswered questions. Curr Opin Ophthalmol, 25(3), 186-190.
3. Johnson, E. J. (2014). Role of lutein and zeaxanthin in visual and cognitive function throughout the lifespan. Nutr Rev, 72(9), 605-612.
4. Desmarchelier, C., & Borel, P. (2017). Overview of carotenoid bioavailability determinants: From dietary factors to host genetic variations. Trends in Food Science & Technology, 69, 270-280.
5. Meyers, K. J., Johnson, E. J., Bernstein, P. S., Iyengar, S. K., Engelman, C. D., Karki, C. K., Liu, Z., Igo, R. P., Jr., Truitt, B., Klein, M. L., Snodderly, D. M., Blodi, B. A., Gehrs, K. M., Sarto, G. E., Wallace, R. B., Robinson, J., LeBlanc, E. S., Hageman, G., Tinker, L., & Mares, J. A. (2013). Genetic determinants of macular pigments in women of the Carotenoids in Age-Related Eye Disease Study. Invest Ophthalmol Vis Sci, 54(3), 2333-2345.
6. Yonova-Doing, E., Hysi, P. G., Venturini, C., Williams, K. M., Nag, A., Beatty, S., Liew, S. H., Gilbert, C. E., & Hammond, C. J. (2013). Candidate gene study of macular response to supplemental lutein and zeaxanthin. Exp Eye Res, 115, 172-177.
7. Liu, R., Hannon, B. A., Robinson, K. N., Raine, L. B., Hammond, B. R., Renzi-Hammond, L. M., Cohen, N. J., Kramer, A. F., Hillman, C. H., Teran-Garcia, M., & Khan, N. A. (2021). Single Nucleotide Polymorphisms in CD36 Are Associated with Macular Pigment among Children. J Nutr, 151(9), 2533-2540.
8. Handelman, G. J., & Handelman, S. K. (2021). Single-Nucleotide Polymorphisms in CD36 are Associated With Macular Pigment Among Children. J Nutr, 151(9), 2507-2508.
9. Bernstein, P. S., Delori, F. C., Richer, S., van Kuijk, F. J. M., & Wenzel, A. J. (2010). The value of measurement of macular carotenoid pigment optical densities and distributions in age-related macular degeneration and other retinal disorders. Vision research, 50(7), 716-728.