Epigenetické zmeny a obezita - MedMix
Epigenetické zmeny spôsobujú, že ste náchylnejší na obezitu a predpovedajú neskoršie tukové ochorenie pečene - a sú preto rizikovým markerom.
Vedci z Nemeckého centra pre výskum cukrovky (DZD) pod vedením Nemeckého ústavu pre výskum výživy (DIfE) dokázali na myšom modeli preukázať, že epigenetická * zmena génu Igfbp2 **, ktorú je možné pozorovať u mladých zvierat, predznamenáva neskoršie tukové ochorenie pečene u dospelých zvierat. S touto zmenou majú navyše mladé zvieratá narušený metabolizmus cukrov a sú výrazne náchylnejšie na patologickú obezitu. „Dokázali sme tiež zistiť túto zmenu v zodpovedajúcom géne u ľudí s morbídnou nadváhou s nástupom cukrovky. Preto by to mohlo v budúcnosti prichádzať do úvahy ako značka rizika, “hovorí Annette Schürmann z DIfE.
Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie počet ľudí s nadváhou na celom svete stúpol na viac ako pol miliardy a bude v tom pokračovať aj v budúcnosti. Trend, ktorý je znepokojujúci, pretože nadváha zvyšuje riziko chorôb, ako je cukrovka typu 2, nealkoholické tukové ochorenie pečene, infarkty, mŕtvica a niektoré druhy rakoviny. Napriek tomu nie každý je náchylný na nadváhu a jej komplikácie. To znamená, že rodinný pôvod ovplyvňuje aj individuálne riziko nadváhy. Doteraz identifikované varianty génov však vysvetľujú iba asi päť percent rodinnej anamnézy. Tento nesúlad naznačuje, že určitú úlohu zohrávajú aj ďalšie dedičné faktory, napríklad epigenetické zmeny genetického zloženia. Medzi ne patrí okrem iného aj metylácia DNA. Tie nemenia genetický kód. Môžu však prispieť k tomu, že gény sa čítajú menej silno, napríklad tak, že bunky produkujú menšie množstvo zodpovedajúcich proteínov. To môže viesť okrem iného k metabolickým poruchám.
Už v roku 2013 výskumný tím z Drážďan ukázal, že ľudia trpiaci cukrovkou 2. typu a mastnou pečeňou produkujú nižšie množstvo proteínu IGFBP2 ** v pečeni. Zároveň dokázali, že znížené uvoľňovanie IGFBP2 je spojené so zvýšenou rýchlosťou metylácie DNA rôznych génov. Vedci pod vedením Annette Schürmannovej skúmali vzťahy pomocou vhodného modelu myši, takzvanej myši C57BL/6J, aby sa dalo otestovať, do akej miery je možné prisúdiť znížené uvoľňovanie bielkovín epigenetickým zmenám.
Podobne ako identické dvojčatá, všetky zvieratá v tejto chovnej línii sú geneticky identické. Niektoré z myší však nasadili stravu s vysokým obsahom tukov oveľa viac ako iné a okolo 20 týždňov dospelosti si vytvorili tukovú pečeň. Ako ukazujú vedci, gén Igfbp2 u týchto zvierat bol už vo veku 6 týždňov silnejšie metylovaný, t. J. Epigeneticky modifikovaný, a súčasne bola významne znížená syntéza IGFBP2 v pečeni.
Prvé poruchy metabolizmu glukózy sa tiež u týchto myší objavili veľmi skoro. Ako ukázali ďalšie molekulárne biologické výskumy vedcov, metylácia v nekódujúcej oblasti génu Igfbp2 prispieva k zníženej syntéze IGFBP2. Vedci tiež zistili rovnakú epigenetickú zmenu v ľudskom géne v ľudských krvných bunkách u ľudí, ktorí trpeli patologickou obezitou a ktorých metabolizmus cukrov bol už narušený.
„Naše výsledky naznačujú, že epigenetická zmena, ktorú sme skúmali, zvyšuje náchylnosť myší a ľudí na obezitu a súčasne zvyšuje riziko rozvoja tukovej pečene s pribúdajúcim vekom,“ hovorí Anne Kammel, hlavná autorka štúdie. „Pretože metylácia génu nastáva veľmi skoro, oveľa skôr, ako sa vyvinula tuková pečeň, je mysliteľné použiť tieto poznatky na lepšie vyhodnotenie rizika ochorenia u dospievajúcich a mladých dospelých. To by vám poskytlo príležitosť prijať vhodné opatrenia, aby ste chorobe včas zabránili, “dodáva Schürmann.
* Epigenetika je relatívne mladá oblasť výskumu. Skúma zmenené funkcie génov, ktoré nemožno vysledovať späť k zmene sekvencie DNA, ale ktoré sa dajú stále dediť. Posledné štúdie čoraz viac naznačujú, že strava ako environmentálny faktor môže mať trvalý vplyv aj na stav aktivity génov, napríklad chemickými zmenami (metyláciou) stavebných blokov DNA.
Vysvetlenie ilustrácie: Metylácia DNA nastáva, keď sa metylové skupiny viažu na DNA. Tieto môžu buď aktivovať alebo deaktivovať gény. Nukleozóm: Osem histónových proteínov tvorí jadro nukleozómu, na ktorom je navinutých 147 párov báz reťazca DNA. Koniec histónu: Konce histónov vyčnievajú z nukleozómu a môžu byť modifikované epigenetickými faktormi. To mení väzbu DNA na zodpovedajúci nukleozóm, takže DNA je napríklad prístupná prepisovým enzýmom a aktivuje sa určitý gén.
Epigenetické faktory menia histónové konce, napríklad prenosom metylových alebo acetylových skupín do bočných reťazcov lyzínu. To môže sťažiť alebo uľahčiť aktiváciu génu. Priama metylácia DNA potom natrvalo zmení génovú expresiu, ak k nej dôjde v kontrolných oblastiach génov (tzv. CpG ostrovy), ktoré boli sprístupnené modifikáciou histónov.
** Gén Igfbp2 kóduje proteín viažuci inzulínový rastový faktor 2 (IGFBP2). Nealkoholické tukové ochorenie pečene (NAFLD) je v súčasnosti najbežnejším chronickým ochorením pečene v Európe a USA. Ak sa tukové ochorenie pečene nelieči, môže z neho vyvinúť cirhóza, ktorá môže mať život ohrozujúce následky. Je možná úplná regresia, pričom najdôležitejšiu úlohu zohráva redukcia hmotnosti (zdroj: Deutsches Ärzteblatt; ročník 111; vydanie 26; 27. júna 2014).