식품 과학부의 연구원들은 그들의 프로젝트가 천식은 물론 다발성 경화증 및 류마티스 관절염과 같은 다양한 염증성 질환으로 고통받는 사람들에게 적용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. 성공하면 의료 시스템에서 이 방법을 사용할 수 있다.

이 프로젝트의 수석 연구원인 Morten Arendt Rasmussen은 "질병을 치료하는 대신 가장 큰 환경 요인, 즉 식이요법을 변경하여 개인을 치료하는 방향으로 나아갈 수 있을 것"이라고 말했다.

“미래의 발전은 한편으로는 기술을 통한 심층적인 개별 특성화와 특정 식이 요법의 전환 및 신체에 대한 결과적인 영향에 대한 장내 미생물군 유전체 및 유전학의 역할에 대한 더 나은 지식을 향한 것이다. 종합적으로, 그것은 무엇이 문제이고 해결책인지에 대한 지식을 촉발할 것이다.”

개인화를 복잡하게 만드는 유전학

연구원들에 따르면 의료 분야는 이미 개인화 의학에 익숙하지만 개인화 된 식단은 더 복잡하다. 

“의학적 치료에서 개인화는 일반적으로 개인의 유전과 관련이 있다. 주어진 약물이 숙주의 유전자 및 특정 질병과 관련하여 어떻게 작용하는지에 대한 메커니즘을 알고 있다. 따라서 올바른 약물과 용량을 선택할 수 있다. 그러나 다이어트의 경우 여러 요인이 작용하기 때문에 더 복잡해진다.”라고 Rasmussen은 말한다.

개인화된 식단은 의학과 달리 두 가지 유형의 유전학을 사용해야 한다. 이들은 장내 미생물군집에서 발견되는 유전학뿐만 아니라 세포 유전학이다.

메타유전학은 장에서 발견되는 박테리아의 개인 구성과 소화에 기여하는 모든 효소의 구성이라고 그는 설명한다.

"두 유전 시스템 모두에서 우리가 음식을 소화하는 방식과 관련된 효소가 생성된다. 이는 식단이 건강에 어떤 영향을 미치는지 알고 싶을 때 고려해야 한다." 

처음부터 시작

이 연구는 아직 초기 단계에 있으며 Novo Nordisk 재단으로부터 보조금을 받았다. 덴마크 COPSAC 프로젝트의 일부인 300명 이상의 젊은이들이 아동기 천식에 대한 코펜하겐 전향적 연구 프로젝트에 참여하고 있다. 

그들은 개발 중인 모델에 포함된 지식과 함께 유아기부터 철저히 연구되었다. 모든 참가자에게는 천식이 있는 어머니가 있다.

“코호트에는 과체중인 사람도 있고 삶의 질을 떨어뜨리는 습진과 천식이 있는 사람도 있다. 우리가 그들의 신진대사를 조사하고 질병을 악화시키는 식이 성분이 있는지 또는 건강을 개선하는 데 도움이 될 수 있는 식이 성분이 누락되었는지 결정할 수 있다면 그것은 엄청난 이득이 될 것이다.그들과 사회 모두를 위해”라고 Rasmussen은 강조한다.

“아마도 이 연구를 통해 참가자들이 사춘기를 끝냈지만 이제 막 성인기에 접어들기 때문에 젊은 성인기가 식이 습관을 바꾸는 가장 중요한 시기인지 여부를 결정할 수 있다. 이 나이에 식단을 최적화하면 어떻게 될까? 우리는 질병으로 인해 위태로운 삶을 완화하거나 연기하거나 완전히 피할 수 있는 방법을 찾고 싶다.”

데이터 가용성

이 프로젝트의 핵심 동인은 이러한 종류의 연구를 수행하는 데 드는 비용 감소이다. 

“최적적으로는 나이, 키, 체중 및 성별을 알아야 개인 다이어트 프로필을 만들 수 있다. 그러나 이것은 아마도 너무 낙관적인 가정이며 효과적인 현장 관리 방법을 개발하려면 모발 샘플(DNA)과 대변 샘플(장내 미생물군유전체)에서 얻을 수 있는 유전 정보도 필요할 것이다. 비용이 더 많이 들 것이다.”

“하지만 우리는 이 두 가지 정보를 몇 백 달러에 얻을 수 있는 시대에 살고 있다. 따라서 건강을 위해 식단을 변경하려는 동기가 높은 개인을 상대한다고 상상한다면 그 수치는 천문학적이지 않다.”라고 Rasmussen이 강조한다.

연구의 일부로 두 가지 방법이 사용된다. 첫 번째는 표준화되어 참가자들이 지방과 설탕이 많이 든 음식을 3~4분 동안 섭취하게 된다. 개인은 신진대사를 돕지 않기 위해 앉아있는 상태를 유지하고 연구자들은 소화기의 발달을 추적하기 위해 정기적으로 혈액과 소변 샘플을 채취할 것이다.

두 번째 방법은 관찰하는 것으로 참가자가 먹고 싶은 것은 스스로 결정하지만 사진을 찍어 연구원에게 보내고 혈당 수치를 측정하는 센서를 갖게 된다.

모든 데이터를 사용하여 연구원들은 DNA 테스트를 통한 개인의 유전학 및 대변 샘플의 유전학, 성별, 나이, 키 및 체중을 더하여 개인화된 식단 권장 사항을 만드는 데 사용할 수 있는 모델을 설정할 것이다.

“음식을 위한 Netflix”

장기적 목표는 Netflix와 같은 푸드시스템처럼 개인 맞춤형 식단을 위한 추천 시스템을 만드는 것이다. 

“Netflix는 추천 시스템을 기반으로 한다. 보고 있는 영화가 좋은지 나쁜지 평가하면 시간이 지나면 이제 사용자의 선호도를 파악하는 시스템이 새 영화를 추천해 줄 것이다.”라고 Rasmussen은 말한다.

“영화가 식품이고 1-5개의 별이 권장 식품을 섭취한 직후 혈액 내 개인 포도당 수치를 평가한다고 상상할 수 있다. 그러면 어떤 음식이 몸에 좋고 나쁜지 알 수 있을 것이다.”

이 아이디어는 현재 프로젝트의 일부는 아니지만 영양 산업은 기술이 더 높은 수준의 개인화를 가능하게 하는 데 큰 영향을 미치고 있음을 보고 있다.