Epigenetica obezității - Știri endocrine
Obezitatea pare să schimbe expresia genetică în moduri care favorizează dezvoltarea diabetului și a altor afecțiuni - schimbări care ar putea fi transmise chiar generației următoare.
Cercetătorii încep să deblocheze interacțiunea complicată dintre obezitate și morbiditățile sale din aval, analizând modificările pe care pare să le provoace în expresia genelor. Domeniul emergent al epigeneticii elucidează mecanismele care stau la baza - și medicamentele epigenetice deja utilizate pentru tratamentul cancerului oferă speranță că medicamente similare ar putea fi găsite pentru obezitate și diabet.
Genele controlează fenotipul unui organism, dar forțele exterioare pot activa și opri gene. „Mecanismele epigenetice controlează modul în care funcționează genele”, spune Rebecca A. Simmons, MD, profesor de pediatrie la Universitatea din Pennsylvania, Philadelphia.
Producția de insulină este o ilustrare clară a acestei idei, spune Charlotte Ling, dr., Profesor la Centrul de diabet al Universității Lund din Suedia. Fiecare celulă conține aceeași secvență de ADN, deci fiecare celulă conține gena pentru producerea insulinei. Cu toate acestea, insulina este exprimată doar într-un singur tip de celule în întregul corp, în celulele beta pancreatice. Corpul are nevoie de un fel de instrument pentru a regla în ce celulă și când vor fi exprimate lucrurile și poate folosi modificări epigenetice pentru a controla acest tip de expresie genică specifică celulei ”, spune Ling.
• Obezitatea este asociată cu modificări nefavorabile ale epigenomului - numeroșii compuși care spun genomului ce trebuie făcut.
• Creșterea în greutate poate duce la modificări ale expresiei genelor care favorizează dezvoltarea diabetului de tip 2, în timp ce dieta și exercițiile fizice pot duce la modificări metabolice benefice.
• Medicamentele pe bază de epigenetică sunt deja utilizate în tratamentul cancerului și ar putea servi drept modele pentru tratamentul obezității și a comorbidităților sale.
Câmpul epigeneticii este atât de nou încât chiar și definiția este în flux. Termenul a fost inventat pentru a se referi la modificările ereditare care apar în expresia genelor fără o modificare a secvenței ADN-ului subiacent, dar de atunci a fost extins pentru a include alte modificări în expresia genelor, în special cele care supraviețuiesc replicării celulare. Practic, etichetele sau semnele chimice pot fi atașate la ADN care îi afectează expresia, iar etichetele pot fi transmise generațiilor viitoare.
Unul dintre principalele mecanisme epigenetice care primesc atenție, în special în ceea ce privește obezitatea și diabetul, este metilarea ADN-ului. În metilarea ADN-ului, moleculele de metil se leagă de ADN, în general de citozină. Metilarea reprimă de obicei expresia genelor, astfel încât genele identice cu modele diferite de metilare exprimă diferit. Cercetătorii încearcă să cartografieze această porțiune „metilom” a epigenomului pentru a înțelege schimbările implicate.
Cartografierea metilomei
O echipă de cercetători din SUA, Marea Britanie și Suedia au comparat șoareci obezi și slabi și au identificat câteva sute de regiuni în care modelele de metilare diferă. Când cercetătorii au comparat celulele adipoase de la obezi și umani slabi, au găsit același tipar de diferențe. „Șoarecii și oamenii sunt separați de 50 de milioane de ani de evoluție, deci este interesant faptul că obezitatea provoacă modificări epigenetice similare genelor similare la ambele specii”, spune autorul principal al studiului Andrew Feinberg, MD, MPH, director al Centrului pentru Epigenetică de la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins, Baltimore, MD.
Cercetătorii au descoperit că multe dintre modificările epigenetice asociate cu genele afectate de obezitate sunt cunoscute pentru a crește riscul de diabet. Ei au comparat, de asemenea, înainte și după eșantioane de la pacienți obezi care au suferit bypass gastric și au constatat că multe dintre tiparele de metilare obeză au revenit la modele slabe.
„Șoarecii și oamenii sunt separați de 50 de milioane de ani de evoluție, deci este interesant faptul că obezitatea provoacă modificări epigenetice similare cu gene similare la ambele specii.” - Andrew Feinberg, MD, MPH, director, Centrul de Epigenetică, Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins, Baltimore, MD.
Ling și echipa ei au comparat metilomul din insulele pancreatice ale persoanelor sănătoase și ale pacienților cu diabet de tip 2. Analiza a relevat modificări epigenetice la aproximativ 800 de gene la persoanele cu diabet de tip 2. Mai mult de 100 dintre aceste gene au modificat expresia, multe dintre ele în moduri care ar putea contribui la reducerea producției de insulină.
Într-un alt studiu, Ling și colegii săi au analizat tiparele de metilare a 14 perechi de gemeni identici, unul sănătos și unul cu diabet de tip 2. Deși au descoperit că gemenii aveau modele similare de metilare în general, la gemenii cu diabet zaharat genele implicate în inflamație au fost reglate în sus, iar cele implicate în metabolismul grăsimilor și glucozei au fost reglate în jos. Cercetătorii cred că diferențele se datorează stilului de viață.