Maščobne celice lahko ohranijo "spomin" na debelost tudi po izgubi telesne teže

Epigenetske spremembe, ki jih povzroča debelost, imajo lahko dolgotrajne učinke, saj spreminjajo aktivnost genov in delovanje maščobnih celic tudi po izgubi teže.

V nedavni študiji, objavljeni v reviji Nature, je skupina znanstvenikov preučila, kako maščobno tkivo, natančneje maščobne celice, ohranja transkripcijske spremembe tudi po znatni izgubi teže, kar lahko vodi do nagnjenosti k ponovnemu pridobivanju teže.

Z uporabo naprednih tehnik sekvenciranja ribonukleinske kisline (RNA) so raziskovalci preučevali te vztrajne celične in genetske spremembe, da bi bolje razumeli dolgoročni vpliv debelosti na presnovno zdravje.

Debelost predstavlja resna zdravstvena tveganja in skoraj neizogibno vodi do presnovnih bolezni, povezanih z uravnavanjem insulina, in srčno-žilnih bolezni. Učinkovita izguba teže, bodisi z dieto, spremembami življenjskega sloga, zdravili, operacijo ali kombinacijo naštetega, je ključnega pomena za obvladovanje debelosti. Vendar pa eden glavnih izzivov pri zdravljenju debelosti ostaja pojav »jo-joja«, pri katerem ljudje ponovno pridobijo težo, potem ko so jo sprva izgubili.

Raziskave kažejo, da je to ponovno pridobivanje teže lahko posledica oblike trajnega metabolnega spomina, ki vztraja tudi po izgubi teže in se izraža v različnih tkivih, kot so maščobno tkivo, jetra in imunske celice. Epigenetski mehanizmi, ki vplivajo na izražanje genov, ne da bi spremenili zaporedje DNK, lahko igrajo ključno vlogo pri ohranjanju teh učinkov.

Kljub nedavnemu napredku natančni celični mehanizmi, ki so podlaga za ta spomin na debelost in njegov vpliv na dolgoročno uravnavanje telesne teže, ostajajo nejasni. Zato so raziskovalci v tej študiji analizirali vztrajnost sprememb maščobnega tkiva, povezanih z debelostjo, tako pri ljudeh kot pri miših.

Zbrali so biopsije podkožne maščobe in omentalne maščobe (posebne vrste maščobe v trebušni votlini) od debelih ljudi pred in dve leti po izgubi teže zaradi bariatrične operacije. Da bi zagotovili zanesljive primerjave, so vključili tudi biopsije istih tkiv od ljudi z normalno telesno težo. Te vzorce so obdelali z uporabo sekvenciranja enojedrne RNA (snRNA-seq), da bi zajeli vzorce izražanja genov v tisočih celicah in analizirali spremembe, povezane z debelostjo.

Za poskuse na miših so raziskovalci uporabili mišje modele z markerji, specifičnimi za maščobno tkivo, kar je omogočilo natančno profiliranje transkripcijskih in epigenomskih sprememb. Miši so bile razdeljene v skupine glede na izpostavljenost prehrani z veliko maščobami in posledično izgubo teže. Zbrali so vzorce maščobnega tkiva in po izolaciji jeder iz celic izvedli sekvenciranje snRNA za identifikacijo genetskih sprememb, ki so se ohranile v jedrih.

Raziskovalci so uporabili tudi ATAC-seq (analizo transpozazno dostopnega kromatina s sekvenciranjem) za oceno dostopnosti kromatina v adipocitih in identifikacijo epigenetskih oznak. Poleg tega je bila izvedena analiza modifikacije histonov za določitev sprememb v regulaciji izražanja genov v različnih vrstah celic maščobnega tkiva.

Rezultati so pokazali, da maščobno tkivo tako pri ljudeh kot pri miših ohrani pomembne transkripcijske in epigenetske spremembe po znatni izgubi teže. Vzorci človeškega maščobnega tkiva, zbrani pred in dve leti po bariatrični operaciji, so pokazali trajne spremembe v profilih izražanja genov, zlasti v adipocitih. Te spremembe so vključevale aktivnost genov, povezanih s presnovnimi procesi, vnetjem in celično signalizacijo.

Epigenetsko profiliranje miši je pokazalo, da so adipociti ohranili tudi označevalce, ki kažejo na predhodno izpostavljenost debelosti. Ti označevalci so vztrajali tudi po izgubi teže, kar kaže na razvoj epigenetskega "spomina", ki vpliva na celične odzive.

Raziskovalci so opazili, da so se modifikacije histonov, ki so ključni epigenetski regulatorji genske aktivnosti, ohranile pri miših, ki so bile predhodno debele. Zaradi tega epigenetskega spomina so bile celice bolj dovzetne za ponovno pridobivanje teže, ko so bile ponovno izpostavljene prehrani z veliko maščobami, kar je vodilo do hitrejšega ponovnega pridobivanja teže v primerjavi z mišmi brez predhodne debelosti.

Poleg tega je študija ugotovila, da so se te spremembe pojavile predvsem v adipocitih, opažene pa so bile tudi v drugih vrstah maščobnih celic, kar kaže na širok vpliv na tkivo. Te ugotovitve poudarjajo vlogo trajnih epigenetskih oznak pri debelosti in kažejo, kako lahko prispevajo k ponovnemu pridobivanju teže tudi po uspešnem posegu.

Skratka, rezultati so pokazali, da lahko celične in epigenetske spremembe, ki jih povzroča debelost, povzročijo nagnjenost posameznikov k ponovnemu pridobivanju telesne teže zaradi shranjenega spomina v maščobnih celicah. Razumevanje teh trajnih sprememb lahko pomaga pri razvoju prihodnjih zdravljenj, katerih cilj je odprava celičnega spomina na debelost. Prekinitev tega spomina lahko izboljša dolgoročni uspeh posegov za hujšanje in izboljša presnovno zdravje ljudi z debelostjo.