Pilihan diet yang kaya serat memengaruhi produksi asam lemak rantai pendek (SCFA) yang berdampak pada fungsi gen dan potensi pencegahan kanker. SCFA seperti propionat dan butirat memodifikasi ekspresi gen melalui mekanisme epigenetik dengan meningkatkan aksesibilitas kromatin dan mengubah jalur transkripsi gen. Temuan menunjukkan pentingnya diet tinggi serat dalam kesehatan dan pengelolaan kanker.
Pilihan diet memiliki dampak signifikan pada fungsi gen dan kesehatan secara keseluruhan. Asam lemak rantai pendek (SCFA) dari pencernaan serat, seperti propionat dan butirat, tidak hanya menjadi sumber energi tetapi juga memengaruhi ekspresi gen dan berpotensi untuk mencegah dan mengobati kanker. Penelitian terbaru menunjukkan bagaimana SCFA memodifikasi aksesibilitas kromatin dan regulasi gen di sel-sel kanker kolorektal (CRC) dan jaringan normal.
Propionat dan butirat dapat mengubah struktur kromatin dengan diubah menjadi metabolit aktif, propionil-CoA dan butirilat-CoA, yang berfungsi sebagai kofaktor dalam asetilasi histon. Modifikasi ini membuat beberapa gen lebih atau kurang mudah diakses untuk transkripsi; perubahan ini terlihat pada penanda epigenetik H3K18pr dan H4K12pr yang terkait dengan aktivitas SCFA.
Dalam sel CRC yang dirawat dengan propionat atau butirat, peneliti melihat peningkatan aksesibilitas kromatin dan aktivitas transkripsi yang terubah. Misalnya, data pengurutan RNA menunjukkan bahwa suplementasi propionat meningkatkan lebih dari 1.500 gen dan menurunkan sekitar 1.300 gen, menunjukkan pergeseran fokus sel ke regulasi pertumbuhan dan diferensiasi.
Butirat dikenal sebagai substrat metabolik dan penghambat histon deacetylase (HDAC), yang mempromosikan hiperacetilasi histon, sering kali terkait dengan gen penekan tumor. Propionat, meski kurang dicari sebagai penghambat HDAC, menunjukkan efek serupa pada aksesibilitas kromatin.
Pemetaan genetik dari modifikasi histon SCFA menunjukkan kekayaan di daerah yang mengatur pertumbuhan, diferensiasi, dan respons protein terlipat, yang juga memengaruhi jalur gen yang terkait dengan kemajuan CRC. SCFA juga berperan dalam mengatur lncRNA yang dekat dengan onkogen MYC, menandakan pengaruh SCFA terhadap struktur kromatin di sekitar area onkogen.
Analisis metabolomik menunjukkan bahwa suplementasi propionat dan butirat meningkatkan masing-masing bentuk CoA mereka, serta mengubah kadar asetil-CoA. Khususnya, butirat menunjukkan pengurangan asetil-CoA yang bergantung pada dosis, menunjukkan pergeseran metabolik yang mendukung kondisi akilasi tertentu.
Temuan ini menekankan dampak pola makan terpadu, metabolisme, dan regulasi epigenetik. SCFA bertindak sebagai perantara yang menerjemahkan input diet menjadi sinyal molekuler yang dapat memengaruhi ekspresi gen, sehingga menunjukkan bahwa peningkatan kadar SCFA melalui diet dapat berdampak luas pada hasil kesehatan.
Konsumsi serat diet secara langsung terkait dengan produksi SCFA dan pengaturan gen epigenetik. Diet tinggi serat menghasilkan konsentrasi SCFA yang lebih tinggi di usus, yang berdampak pada sel koloni dan secara sistematis di seluruh tubuh. “Kami menemukan hubungan langsung antara mengonsumsi serat dan modifikasi fungsi gen yang memiliki efek anti-kanker,” kata Michael Snyder, Ph.D., Profesor Genetika di Stanford Medicine.
SCFA mempromosikan diferensiasi dan apoptosis di sel sehat, yang dapat melawan pertumbuhan sel yang tidak terkontrol pada kanker. Mereka juga mengganggu jalur sinyal onkogenik dan meningkatkan aksesibilitas kromatin di gen penekan tumor dalam sel kanker.
Perbedaan dalam asupan serat, bervariasi di antara populasi, dapat membatasi produksi SCFA dan mengurangi efek positifnya pada regulasi gen dan pencegahan kanker. Potensi aplikasi terapi dari SCFA sangat signifikan, menghadirkan pendekatan natural untuk memodulasi ekspresi gen, khususnya di CRC, di mana pola makan dan komposisi mikrobioma usus memainkan peran kunci.
“Dengan mengidentifikasi target gen dari molekul penting ini, kami dapat memahami bagaimana serat memberikan efek manfaat dan apa yang salah selama kanker,” tambah Snyder. Temuan ini juga membuka peluang untuk mengeksplorasi efek sinergis SCFA dengan terapi kanker yang sudah ada.
Sementara banyak yang masih perlu dieksplorasi, studi ini memberikan dasar bagi pemahaman interaksi antara diet, metabolit yang berasal dari mikrobioma, dan regulasi epigenetik, sebagaimana dipublikasikan di jurnal Nature Metabolism.
Topik tentang pengaruh pilihan diet, terutama serat, terhadap kesehatan telah menjadi fokus penelitian terbaru. Penelitian menunjukkan bahwa asam lemak rantai pendek (SCFA) yang dihasilkan dari serat dapat memodifikasi struktur kromatin dan memengaruhi ekspresi gen, yang berimplikasi pada pencegahan dan penanganan kanker. Ini berkaitan dengan interaksi yang kompleks antara asupan makanan, metabolisme, dan regulasi genetik, serta dampaknya pada kesehatan secara keseluruhan.
Hubungan antara asupan serat, produksi SCFA, dan regulasi epigenetik menunjukkan mekanisme kuat di mana diet memengaruhi kesehatan di tingkat molekuler. Memprioritaskan makanan kaya serat dapat membantu mendukung mikrobioma seseorang dan memanfaatkan potensi SCFA untuk kesehatan yang lebih baik. Temuan ini mengajak individu untuk menyadari dampak pilihan diet dalam membentuk lanskap genetik dan epigenetik.
Sumber Asli: www.thebrighterside.news
