Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Βιρτζίνια έχουν εντοπίσει 14 γονίδια που μπορούν να προκαλέσουν και 3 που μπορούν να αποτρέψουν την αύξηση βάρους. Τα ευρήματα ανοίγουν το δρόμο για θεραπείες για την καταπολέμηση ενός προβλήματος υγείας που επηρεάζει περισσότερο από το 40% των Αμερικανών ενηλίκων.
“Γνωρίζουμε εκατοντάδες παραλλαγές γονιδίων που είναι πιο πιθανό να εμφανιστούν σε άτομα που πάσχουν από παχυσαρκία και άλλες ασθένειες. Αλλά” πιο πιθανό να εμφανιστούν “δεν σημαίνει ότι προκαλεί την ασθένεια. Αυτή η αβεβαιότητα είναι ένα σημαντικό εμπόδιο για την εκμετάλλευση της δύναμης του πληθυσμού για τον προσδιορισμό στόχων για τη θεραπεία ή τη θεραπεία της παχυσαρκίας. Για να ξεπεράσουμε αυτό το εμπόδιο, αναπτύξαμε έναν αυτοματοποιημένο αγωγό για ταυτόχρονη δοκιμή εκατοντάδων γονιδίων για αιτιολογικό ρόλο στην παχυσαρκία. Ο πρώτος γύρος πειραμάτων μας αποκάλυψε περισσότερα από δώδεκα γονίδια που προκαλούν και τρία γονίδια που πρόληψη της παχυσαρκίας », δήλωσε η Eyleen O’Rourke από το Κολέγιο Τεχνών & Επιστημών της UVA, το Τμήμα Βιολογίας των Κυττάρων της Ιατρικής Σχολής και το Καρδιαγγειακό Κέντρο Ερευνών Robert M. Berne. «Αναμένουμε ότι η προσέγγισή μας και τα νέα γονίδια που ανακαλύψαμε θα επιταχύνουν την ανάπτυξη θεραπειών για τη μείωση του βάρους της παχυσαρκίας».
Η νέα έρευνα του O’Rourke βοηθά να ρίξει φως στις περίπλοκες διασταυρώσεις της παχυσαρκίας, της διατροφής και του DNA μας. Η παχυσαρκία έχει γίνει επιδημία, η οποία οφείλεται σε μεγάλο βαθμό σε δίαιτες υψηλής θερμιδικής αξίας γεμάτες ζάχαρη και σιρόπι καλαμποκιού υψηλής φρουκτόζης. Ο ολοένα και περισσότερο καθιστικός τρόπος ζωής παίζει επίσης μεγάλο ρόλο. Αλλά και τα γονίδιά μας παίζουν σημαντικό ρόλο, ρυθμίζοντας την αποθήκευση λίπους και επηρεάζοντας το πόσο καλά το σώμα μας καίει τα τρόφιμα ως καύσιμο. Έτσι, αν μπορούμε να προσδιορίσουμε τα γονίδια που μετατρέπουν την υπερβολική τροφή σε λίπος, θα μπορούσαμε να επιδιώξουμε την αδρανοποίησή τους με φάρμακα και να αποσυνδέσουμε την υπερβολική κατανάλωση τροφής από την παχυσαρκία.
Οι γονιδιωματικοί έχουν εντοπίσει εκατοντάδες γονίδια που σχετίζονται με την παχυσαρκία – που σημαίνει ότι τα γονίδια είναι περισσότερο ή λιγότερο διαδεδομένα σε άτομα που είναι παχύσαρκα παρά σε άτομα με υγιές βάρος. Η πρόκληση είναι να καθοριστεί ποια γονίδια παίζουν αιτιώδη ρόλο προωθώντας ή βοηθώντας άμεσα την αύξηση βάρους. Για να ταξινομήσουν το σιτάρι από το βότανο, η O’Rourke και η ομάδα της στράφηκαν σε ταπεινά σκουλήκια γνωστά ως C. elegans. Αυτά τα μικροσκοπικά σκουλήκια αρέσκονται να ζουν σε σάπια βλάστηση και απολαμβάνουν να τρώνε με μικρόβια. Ωστόσο, μοιράζονται περισσότερο από το 70% των γονιδίων μας και, όπως και οι άνθρωποι, γίνονται παχύσαρκοι εάν τρέφονται με υπερβολικές ποσότητες ζάχαρης.
Τα σκουλήκια παρήγαγαν μεγάλα οφέλη για την επιστήμη. Χρησιμοποιήθηκαν για να αποκρυπτογραφήσουν πώς λειτουργούν τα κοινά φάρμακα, συμπεριλαμβανομένου του αντικαταθλιπτικού Prozac και της μετφορμίνης που σταθεροποιεί τη γλυκόζη. Ακόμα πιο εντυπωσιακό, τα τελευταία 20 χρόνια απονεμήθηκαν τρία βραβεία Νόμπελ για την ανακάλυψη κυτταρικών διαδικασιών που παρατηρήθηκαν αρχικά σε σκουλήκια αλλά στη συνέχεια διαπιστώθηκε ότι είναι κρίσιμες για ασθένειες όπως ο καρκίνος και ο νευροεκφυλισμός. Έχουν επίσης θεμελιώδη σημασία για την ανάπτυξη θεραπευτικών με βάση την τεχνολογία RNA.
Σε νέα εργασία που δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό PLOS Genetics, η O’Rourke και οι συνεργάτες της χρησιμοποίησαν τα σκουλήκια για να εξετάσουν 293 γονίδια που σχετίζονται με την παχυσαρκία στους ανθρώπους, με στόχο να καθορίσουν ποια από τα γονίδια προκαλούν ή προλαμβάνουν την παχυσαρκία. Το έκαναν αυτό αναπτύσσοντας ένα μοντέλο σκουλήκι παχυσαρκίας, τροφοδοτώντας μερικούς με μια κανονική δίαιτα και μερικούς μια δίαιτα υψηλής φρουκτόζης.
Αυτό το μοντέλο παχυσαρκίας, σε συνδυασμό με την αυτοματοποίηση και την επίβλεψη δοκιμών με τη βοήθεια μηχανικής μάθησης, τους επέτρεψε να εντοπίσουν 14 γονίδια που προκαλούν παχυσαρκία και τρία που βοηθούν στην πρόληψή της. Διαπίστωσαν ότι η παρεμπόδιση της δράσης των τριών γονιδίων που εμπόδισαν τα σκουλήκια να γίνουν παχύσαρκα, οδήγησε επίσης τους να ζήσουν περισσότερο και να έχουν καλύτερη νευροκινητική λειτουργία. Αυτά ακριβώς είναι τα οφέλη που ελπίζουν να πάρουν οι προγραμματιστές φαρμάκων από φάρμακα κατά της παχυσαρκίας.
Φυσικά πρέπει να γίνει περισσότερη έρευνα. Ωστόσο, οι ερευνητές αναφέρουν ότι οι δείκτες είναι ενθαρρυντικοί. Για παράδειγμα, ο αποκλεισμός της επίδρασης ενός από τα γονίδια σε εργαστηριακά ποντίκια απέτρεψε την αύξηση βάρους, βελτίωσε την ευαισθησία στην ινσουλίνη και μείωσε τα επίπεδα σακχάρου στο αίμα. Αυτά τα αποτελέσματα (συν το γεγονός ότι τα υπό μελέτη γονίδια επιλέχθηκαν επειδή σχετίζονται με την παχυσαρκία στους ανθρώπους) προμηνύουν ότι τα αποτελέσματα θα ισχύουν και για τους ανθρώπους, λένε οι ερευνητές.
“Οι θεραπείες κατά της παχυσαρκίας χρειάζονται επειγόντως για να μειωθεί το βάρος της παχυσαρκίας στους ασθενείς και στο σύστημα υγειονομικής περίθαλψης”, δήλωσε ο O’Rourke. “Ο συνδυασμός ανθρώπινων γονιδιωματικών με τεστ αιτιότητας σε ζώα υπόσχεται να αποδώσει στόχους κατά της παχυσαρκίας που είναι πιο πιθανό να επιτύχουν σε κλινικές δοκιμές λόγω της αναμενόμενης αυξημένης αποτελεσματικότητάς τους και μειωμένων παρενεργειών”.