Comutator epigenetic pentru obezitate Institutul Max Planck pentru Imunobiologie și Epigenetică
Obezitatea poate fi uneori oprită
De mult timp se știe că obezitatea se află în gene. Un nou studiu realizat de cercetătorii din Freiburg de la Institutul Max Planck pentru Imunobiologie și Epigenetică arată acum că este crucial și modul în care aceste gene sunt reglementate. Oamenii de știință conduși de Andrew Pospisilik au descoperit un comutator epigenetic care duce la normal sau supraponderal la persoanele cu gene identice cu gemenii identici. Comutatorul funcționează ca un comutator clasic de lumină și nu ca un regulator de lumină continuu. Rezultatele studiului ne schimbă înțelegerea modului în care influența epigenetică controlează activitatea genelor noastre și poate duce astfel la obezitate.
Peste jumătate de miliard de oameni pe pământ sunt prea grăsimi. Excesul de greutate și obezitatea reprezintă o problemă semnificativă de sănătate, deoarece sunt adesea punctul de plecare pentru bolile secundare ale sistemului cardiovascular, cancer sau diabet. ADN-ul este în mare parte responsabil pentru greutatea noastră, dar nu numai. Factorii de mediu au, de asemenea, o influență semnificativă asupra greutății noastre.
Grupul de cercetare al lui Andrew Pospisilik de la Institutul Max Planck pentru Imunobiologie și Epigenetică din Freiburg este interesat de modul în care efectele epigenetice ne pot influența susceptibilitatea la boli și dezvoltarea acestora. Punctul de plecare pentru descoperire a fost format de șoareci care au avut o singură copie a genei Trim28 este în genom. În studiile anterioare realizate de Emma Whitelaw din Brisbane, șoarecii au prezentat fluctuații mari ale greutății chiar și în condiții de mediu identice strict controlate. Chiar dacă animalele erau identice genetic, adică aveau exact același ADN. „Am fost fascinați de date, deoarece acestea sugerează un fenomen epigenetic”, a spus Andrew Pospisilik.
Fie gros sau subțire
Când cercetătorii lui Max Planck au analizat mai îndeaproape distribuția în greutate a unui număr mare dintre aceste animale identice genetic, a devenit clar că majoritatea greutăților ar putea fi împărțite în două grupuri. Șoarecii examinați aveau greutate normală sau erau supraponderali. Cu toate acestea, abia au existat etape intermediare. „Am fost surprinși că două forme foarte diferite, dar foarte stabile, au apărut cu același genotip”, spune Kevin Dalgaard, primul autor al studiului.
Atunci când au comparat expresia totală a genelor acestor două grupuri de greutate, cercetătorii au dat peste o rețea de așa-numitele „gene imprimate”, care erau mai puțin active la șoarecii supraponderali. „Genele imprimate” sunt gene în care este activă doar versiunea care provine de la mamă sau versiunea de la tată. Când cercetătorii au oprit una dintre cele două copii ale genelor imprimate și astfel au redus activitatea genelor rețelei, au apărut din nou animale fie normale, fie supraponderale. Aceste date, care au fost colectate în colaborare cu echipe din Cambridge conduse de Anne Fergusson-Smith, Steve O'Rahilly, Giles Yeo și Anthony Coll, sugerează că această rețea acționează ca un fel de comutator care trece la unul normal - sau fenotip supraponderal.
„Odată apăsat comutatorul, greutatea corporală este dată pe viață”, spune Andrew Pospisilik. Obezitatea nu respectă legile genetice ale lui Mendel. „Acum știm despre comutatorul epigenetic că funcționează diferit decât se aștepta: nu ca un regulator de intensitate, ci ca un comutator tipic de lumină - fie pornit, fie oprit, normal sau supraponderal”.
Cercetătorii au dorit acum să știe dacă există un comutator comparabil la oameni. Împreună cu Antje Koerner și Kathrin Landgraf, specialiști în obezitate infantilă la Spitalul Universitar Leipzig, au examinat probe de țesut gras de la copii normali și supraponderali. Rezultatele arată că aproximativ jumătate dintre copiii supraponderali au prezentat niveluri de expresie modificate ale Trim28 și rețeaua genică imprimată. Când oamenii de știință au examinat și datele disponibile publicului din studii gemene, au găsit o tendință similară acolo. Aceste rezultate sugerează că schimbarea găsită la șoareci există și la oameni.
Polifenismul detectat pentru prima dată la mamifere
„Comutatorul pe care l-am descris nu poate ajuta doar la înțelegerea interacțiunii dintre factorii genetici și epigenetici ai bolilor. Ar putea schimba și modul în care privim evoluția ”, spune Andrew Pospisilik. Fenomenul care caracterizează în mod clar caracteristicile fenotipice ale unui organism poate apărea cu un genotip identic este cunoscut în regatele vegetale și animale sub termenul polifenism. Un exemplu tipic sunt albinele de miere, în care fie o regină, fie albine lucrătoare pot apărea din același ADN.
Studiul cercetătorilor de la Freiburg sugerează acum că polifenismul se găsește și la mamifere și la oameni. Un astfel de comutator epigenetic, care produce caracteristici semnificativ diferite cu același ADN, ar putea însemna un avantaj de selecție în evoluție. "Polifenismul poate reprezenta un tampon. Dacă, de exemplu, o expresie nu mai oferă un răspuns la condiții de viață slabe, polifenismul poate permite un plan B care contribuie la supraviețuirea speciei", spune Pospisilik.
Terapiile epigenetice împotriva obezității și a altor boli sunt concepute
Rezultatele studiului nu numai că deschid un câmp de noi considerații teoretice evolutive. În același timp, oferă și noi perspective asupra terapiilor epigenetice pentru diferite boli. Pentru terapiile viitoare, este o constatare centrală că acest comutator epigenetic nu funcționează ca un estompator, ci mai degrabă produce două forme diferite ale organismului într-un mod foarte stabil. „Următorul lucru pe care vrem să-l aflăm este dacă putem influența această schimbare fie prin schimbarea dietei noastre, minimizarea stresului, fie prin administrarea de medicamente. Sperăm că, în acest fel, putem trece permanent sistemul de la supraponderalitate la greutate normală ”, spune Pospisilik.