Mecanismul genetic pentru obezitate identificat - UTM
O anumită regiune genetică este suspectată de multă vreme de a provoca obezitate la om. Până în prezent, mecanismele exacte pentru aceasta nu au fost clarificate. Oamenii de știință de la Universitatea Tehnică din München, Institutul de Tehnologie din Massachusetts (MIT), Școala de Medicină Harvard și alți parteneri au demonstrat acum că o singură modificare genetică în această regiune inhibă arderea grăsimilor și, în schimb, crește stocarea grăsimilor. Studiul a apărut în New England Journal of Medicine.
Peste 500 de milioane de oameni din întreaga lume, inclusiv aproximativ 15 milioane în Germania, suferă de obezitate. Dar ce influență are machiajul genetic al tuturor? Prin urmare, o echipă de cercetători de la UTM, MIT și Harvard Medical School din Boston a dorit să cerceteze împreună cauzele genetice ale obezității.
În 2007, o zonă din cadrul unei gene numită gena FTO a fost descoperită a fi cel mai important candidat genetic pentru obezitate. Dacă oamenii purtau această zonă, riscau să crească în greutate. Cu toate acestea, până acum nu a fost posibil să se clarifice mecanismul prin care această regiune genică provoacă obezitate la om.
FTO acționează asupra precursorilor celulelor adipoase
Cu ajutorul „Roadmap Epigenomics Project”, oamenii de știință au folosit mai întâi metode bioinformatice pentru a investiga în ce tipuri de țesut regiunea FTO a fost cel mai puternic pornită sau modificată epigenetic - un semn al unei activități genetice particulare. Au obținut un rezultat surprinzător: „Multe studii au încercat să lege regiunea FTO de zonele creierului care controlează apetitul sau tendința spre activitate fizică”, explică Dr. Melina Claussnitzer, care a fost autorul principal al studiului și, printre altele, lucrează ca om de știință la UTM. Am putut arata acum ca regiunea de reglementare in cadrul FTO are cel mai mare efect in etapele precursoare ale celulelor adipoase - independent de circuite in creier.
Prin urmare, oamenii de știință au suspectat că procesele defectuoase din celulele progenitoare ar putea fi responsabile pentru dezvoltarea obezității. Ei au examinat probe de țesut adipos de la oameni care au purtat fie regiunea normală, fie regiunea de risc a genei FTO. Rezultatul: doar în grupul de risc au fost pornite două gene specifice - IRX3 și IRX5.
Depozitarea grăsimilor în loc de arderea grăsimilor
„Această constatare a fost extrem de interesantă pentru noi. Experimente ulterioare au arătat că IRX3 și IRX5 activează un proces care determină celulele precursoare să se dezvolte în celule de depozitare a grăsimilor și să piardă capacitatea de a arde grăsimi ", adaugă prof. Hans Hauner, profesor de medicină nutrițională la UTM, care este implicat în studiu a fost. „Acest efect modifică în mod evident echilibrul energetic și poate contribui la obezitate”, explică el.
Odată ce cercetătorii au înțeles acest proces, au reușit, de asemenea, să îl influențeze într-un mod țintit: dacă au pornit IRX3 sau IRX5 în culturi cu celule precursoare ale țesutului adipos uman, au activat programul de stocare a grăsimilor. Dacă, pe de altă parte, cele două gene nu erau active, celulele ardeau grăsimi și generau căldură. Aceștia au reușit apoi să confirme rezultatele în experimente pe animale: șoarecii la care Irx3 a fost oprit în celulele adipoase au avut un metabolism crescut și nu s-au îngrășat la o dietă bogată în grăsimi.
Modificarea secvenței ADN ca posibil declanșator al obezității
În studiul lor, cercetătorii au putut nu numai să descifreze mecanismul, ci și cauza genetică exactă. Ei au găsit o singură poziție în regiunea genei FTO care a fost modificată în varianta de risc. Când oamenii de știință au reparat acest defect în celulele adipoase umane folosind cele mai noi metode de inginerie genetică, au funcționat din nou în mod normal și au crescut arderea grăsimilor și generarea de căldură în loc să depoziteze grăsime.
Melina Claussnitzer compară descifrarea legăturii dintre FTO și obezitate cu descoperirea unei infracțiuni: „Principalul suspect FTO este, de fapt, nu„ autorul ”real. Noile noastre metode au reușit acum să condamne doi autori, IRX3 și IRX5, care nu au fost suspectați inițial. "Ea adaugă:" Cu toate acestea, cea mai mare provocare pentru noi a fost să descifrăm trei lucruri: o variantă genetică într-o regiune greu de găsit, locul crimei, adică celulele progenitoare ale grăsimilor și faptul, adică inhibarea arderii grăsimilor. "
Nouă metodă utilizabilă pentru alte regiuni genetice
Pentru aceasta a trebuit dezvoltată o nouă metodă, pe care Claussnitzer și ultimul autor al studiului, profesorul MIT Manolis Kellis, au lucrat intens. Cei doi cercetători de la UTM și MIT folosesc acum această metodă pentru o varietate de alte boli, în colaborare cu MIT și Harvard Medical School.
„Există mii de asociații genetice în cadrul genomului care au fost legate de o mare varietate de boli și al căror mecanism este complet necunoscut, deoarece acestea sunt localizate în regiuni ale genomului care nu codifică proteinele și în trecut chiar ca„ junk ” sau gunoi. Metoda noastră servește ca model pentru a accelera studiile pentru a elucida semnalele genetice în viitor. Acest lucru ar putea deschide calea către medicamente personalizate pentru obezitate sau diabet de tip 2 ”, comentează Claussnitzer.
Primul autor Dr. Melina Claussnitzer este liderul grupului de lucru la catedra TUM pentru medicină nutrițională, membru al facultății Centrului Medical Beth Israel Deaconess din Harvard Medical School și profesor invitat la „MIT Computer Science and Artificial Intelligence and Broad Institute of MIT and Harvard”.
publicare
Claussnitzer M, Dankel SN, Kim K-H și colab. Circuitul variantei obezității FTO și rumenirea adipocitelor la om. New England Journal of Medicine, august 2015.
DOI: 10.1056/NEJMoa1502214