Tukové bunky si môžu zachovať "pamäť" obezity aj po schudnutí

Epigenetické zmeny spôsobené obezitou môžu mať dlhodobé účinky, meniť aktivitu génov a funkciu tukových buniek aj po úbytku hmotnosti.

V nedávnej štúdii publikovanej v časopise Nature tím vedcov skúmal, ako si tukové tkanivo, konkrétne tukové bunky, zachováva transkripčné zmeny aj po výraznom úbytku hmotnosti, čo môže viesť k predispozícii k opätovnému priberaniu.

Pomocou pokročilých techník sekvenovania ribonukleovej kyseliny (RNA) výskumníci študovali tieto pretrvávajúce bunkové a genetické zmeny, aby lepšie pochopili dlhodobý vplyv obezity na metabolické zdravie.

Obezita predstavuje vážne zdravotné riziká a takmer nevyhnutne vedie k metabolickým ochoreniam súvisiacim s reguláciou inzulínu a kardiovaskulárnym ochoreniam. Účinné chudnutie, či už prostredníctvom diéty, zmien životného štýlu, liekov, chirurgického zákroku alebo ich kombinácie, je kľúčové pre zvládnutie obezity. Jednou z hlavných výziev v liečbe obezity však zostáva fenomén „jo-jo“, pri ktorom ľudia opäť priberajú na váhe po tom, čo ju pôvodne schudli.

Výskum naznačuje, že toto opätovné priberanie na váhe môže byť výsledkom formy pretrvávajúcej metabolickej pamäte, ktorá pretrváva aj po úbytku hmotnosti a prejavuje sa v rôznych tkanivách, ako je tukové tkanivo, pečeň a imunitné bunky. Epigenetické mechanizmy, ktoré ovplyvňujú expresiu génov bez zmeny sekvencie DNA, môžu zohrávať kľúčovú úlohu pri udržiavaní týchto účinkov.

Napriek nedávnemu pokroku zostávajú presné bunkové mechanizmy, ktoré sú základom tejto pamäte obezity a jej vplyv na dlhodobú reguláciu hmotnosti, nejasné. Preto v tejto štúdii výskumníci analyzovali pretrvávanie zmien tukového tkaniva súvisiacich s obezitou u ľudí aj myší.

Od obéznych ľudí pred a dva roky po úbytku hmotnosti v dôsledku bariatrickej chirurgie odobrali biopsie podkožného tuku a omentálneho tuku (špeciálny typ tuku v brušnej dutine). Aby sa zabezpečilo spoľahlivé porovnanie, zahrnuli aj biopsie rovnakých tkanív od ľudí s normálnou hmotnosťou. Tieto vzorky boli spracované pomocou sekvenovania jednojadrovej RNA (snRNA-seq) na zachytenie vzorcov génovej expresie v tisíckach buniek a analýzu zmien spojených s obezitou.

V experimentoch na myšiach výskumníci použili myšie modely s markermi špecifickými pre tukové tkanivo, čo umožnilo presné profilovanie transkripčných a epigenomických zmien. Myši boli rozdelené do skupín na základe vystavenia sa strave s vysokým obsahom tukov a následného úbytku hmotnosti. Boli odobraté vzorky tukového tkaniva a po izolácii jadier z buniek sa vykonala snRNA-seq na identifikáciu genetických zmien zachovaných v jadrách.

Výskumníci tiež použili ATAC-seq (analýza chromatínu prístupného transpozázam so sekvenovaním) na posúdenie dostupnosti chromatínu v adipocytoch a identifikáciu epigenetických značiek. Okrem toho sa vykonala analýza modifikácie histónov na určenie zmien v regulácii génovej expresie v rôznych typoch buniek tukového tkaniva.

Výsledky ukázali, že tukové tkanivo u ľudí aj myší si po významnom úbytku hmotnosti zachováva významné transkripčné a epigenetické zmeny. Vzorky ľudského tukového tkaniva odobraté pred a dva roky po bariatrickej operácii vykazovali pretrvávajúce zmeny v profiloch génovej expresie, najmä v adipocytoch. Tieto zmeny zahŕňali aktivitu génov spojených s metabolickými procesmi, zápalom a bunkovou signalizáciou.

Epigenetické profilovanie myší ukázalo, že adipocyty si tiež zachovali markery naznačujúce predchádzajúcu expozíciu obezite. Tieto markery pretrvávali aj po úbytku hmotnosti, čo naznačuje vývoj epigenetickej „pamäte“, ktorá ovplyvňuje bunkové reakcie.

Výskumníci si všimli, že modifikácie histónov, ktoré sú kľúčovými epigenetickými regulátormi génovej aktivity, boli zachované u predtým obéznych myší. Táto epigenetická pamäť spôsobila, že bunky boli náchylnejšie na opätovné priberanie na váhe pri opätovnom vystavení strave s vysokým obsahom tukov, čo viedlo k rýchlejšiemu opätovnému priberaniu na váhe v porovnaní s myšami bez predchádzajúcej obezity.

Štúdia ďalej zistila, že tieto zmeny sa vyskytli primárne v adipocytoch, ale boli pozorované aj v iných typoch tukových buniek, čo naznačuje široký vplyv na tkanivá. Tieto zistenia zdôrazňujú úlohu pretrvávajúcich epigenetických znakov pri obezite a demonštrujú, ako môžu prispieť k opätovnému priberaniu na váhe aj po úspešnom zákroku.

Záverom možno povedať, že výsledky ukázali, že bunkové a epigenetické zmeny spôsobené obezitou môžu predisponovať jednotlivcov k opätovnému priberaniu na váhe v dôsledku uloženej pamäte v tukových bunkách. Pochopenie týchto pretrvávajúcich zmien môže pomôcť pri vývoji budúcich liečebných postupov zameraných na elimináciu bunkovej pamäte obezity. Narušenie tejto pamäte môže zlepšiť dlhodobý úspech intervencií na chudnutie a zlepšiť metabolické zdravie ľudí s obezitou.