Według CDC aż 40% Amerykanów zmaga się z otyłością, co zwiększa ryzyko nadciśnienia, cukrzycy, udaru mózgu, chorób serca oraz niektórych nowotworów. Nowe badania przeprowadzone na Uniwersytecie Delaware mają na celu rozwiązanie tego problemu poprzez analizę otyłości na poziomie genetycznym.
Główny badacz, dr Ibra Fancher, adiunkt w Kolegium Nauk o Zdrowiu UD, odkrył istotne różnice w ekspresji genów w tkance tłuszczowej, która nie jest już postrzegana jedynie jako magazyn energii, ale jako istotny narząd endokrynny. Dysfunkcja tej tkanki jest powiązana z poważnymi chorobami sercowo-naczyniowymi i metabolicznymi.
Wpływ diety na ekspresję genów
W badaniu opublikowanym w Physiological Genomics zespół Fanchera zbadał wpływ diety na ekspresję genów w tkance tłuszczowej u zwierząt. Jedna grupa spożywała dietę przypominającą zachodnią, bogatą w tłuszcze i kalorie, podczas gdy druga otrzymywała standardową karmę przez ponad rok.
„Oczekiwaliśmy znacznych zmian w tkance tłuszczowej i rzeczywiście, u grupy na diecie wysokotłuszczowej zauważyliśmy wyraźne różnice związane ze złymi nawykami żywieniowymi i otyłością” – powiedział Fancher.
Kluczowe odkrycia
Badanie, finansowane przez Narodowy Instytut Zdrowia (NIH) w ramach grantu dla Centrum Doskonałości w Badaniach Biomedycznych (COBRE) w zakresie zdrowia sercowo-naczyniowego UD, wykazało, że ponad 300 genów wykazywało różnice w ekspresji w podskórnej tkance tłuszczowej (SAT), która jest mniej szkodliwa. Dla porównania, w trzewnej tkance tłuszczowej (VAT) różnice dotyczyły aż 700 genów. Tkanka trzewna, otaczająca narządy wewnętrzne, znacznie zwiększa ryzyko chorób metabolicznych i sercowo-naczyniowych.
„Porównanie VAT i SAT ujawnia istotne różnice. Powiększenie tkanki trzewnej i jej rola w stanach zapalnych związanych z otyłością ma szczególne znaczenie” – podkreślił Fancher. „Badanie pokazuje wpływ otyłości wynikającej ze złej diety i siedzącego trybu życia na konkretne typy tkanki tłuszczowej, co czyni je dobrym celem terapeutycznym.”
Zidentyfikowano cztery geny związane z metabolizmem, gospodarką wapniową i stanami zapalnymi, które wymagają dalszych badań.
„Już sprawdzamy, czy te geny mogą być kluczowe dla poprawy funkcji tkanki tłuszczowej w otyłości” – dodał Fancher. „Być może będzie można je modulować za pomocą istniejących leków lub opracować nowe terapie skierowane na te konkretne geny.”
Nowatorskie podejście
Fancher współpracował z Brucem Kinghamem, dyrektorem Centrum Sekwencjonowania i Genotypowania w Delaware Biotechnology Institute, oraz Shawnem Polsonem, dyrektorem Core Bioinformatics Data Science w UD.
„Nasze centra badawcze umożliwiają wykorzystanie zaawansowanych technologii sekwencjonowania RNA i bioinformatyki, co pozwala naukowcom prowadzić tego rodzaju badania” – wyjaśnił Polson. „Analiza danych jasno wskazała na geny i szlaki metaboliczne związane z otyłością, które różnią się między VAT a SAT.”
Malak Alradi, doktorantka w dziedzinie biologii molekularnej i genetyki, odegrała kluczową rolę w klasyfikacji genów według szlaków metabolicznych, aby lepiej zrozumieć ich biologiczne znaczenie.
„Na początku myślałam, że tłuszcz w organizmie jest taki sam, ale analiza sekwencjonowania RNA pokazała mi, jak bardzo VAT jest bardziej dotknięty otyłością niż SAT” – powiedziała Alradi. „Nasze badanie pokazuje, jak ściśle powiązane są te procesy i dlaczego ukierunkowanie na określone szlaki może mieć kluczowe znaczenie w leczeniu otyłości.”
Dzięki zastosowaniu rygorystycznych metod statystycznych potwierdzono kluczowe odkrycia dotyczące zmian metabolicznych i zapalnych w różnych depozytach tłuszczu.
„To utwierdza nas w przekonaniu o znaczeniu tych genów” – zaznaczył Fancher. „Podkreśla także unikalność naszych wyników.”
Kolejne kroki
Fancher planuje teraz przeprowadzić badania ekspresji genów w ludzkiej tkance tłuszczowej. Wspólnie z dr Caitlin Halbert, dyrektorką chirurgii bariatrycznej w ChristianaCare, chce sprawdzić, czy dotychczasowe wyniki odnoszą się również do próbek ludzkich.
„Otyłość wpływa na kobiety i mężczyzn w różny sposób, więc nie zdziwiłbym się, gdybyśmy odkryli różnice związane z płcią” – podkreślił Fancher. „Rozpoznanie tych różnic jest kluczowe dla opracowania bardziej spersonalizowanych interwencji terapeutycznych.”
Źródło: Physiological Genomics, University of Delaware
