Ученые выявили 14 генов, которые могут способствовать развитию ожирения, и три гена, которые могут предотвратить увеличение веса. Полученные результаты открывают путь к разработке новых методов лечения ожирения.
Ожирение, число случаев которого резко возросло в последние десятилетия, повышает риск развития диабета второго типа, сердечно-сосудистых заболеваний, некоторых видов рака и даже тяжелой формы COVID-19. Кроме того, его чрезвычайно трудно лечить. Терапия подразумевает готовность пациента навсегда изменить свой образ жизни - начать правильно питаться и заниматься физической активностью. Но это нелегко и не всегда приносит ожидаемые результаты. Во многих случаях играет роль генетический фактор.
Ожирение и гены
- Нам известны сотни вариаций генов, которые чаще всего проявляются у людей, страдающих ожирением и другими заболеваниями. Но их наличие не означает, что они вызывают болезнь. Эта неопределенность является основным препятствием для использования потенциала геномики для определения целей лечения ожирения. Чтобы преодолеть это препятствие, мы разработали автоматизированный инструмент для одновременного тестирования сотен генов на предмет их вклада в развитие ожирения. В ходе первого раунда экспериментов мы обнаружили более десятка генов, вызывающих ожирение, и три гена, которые его предотвращают. Мы ожидаем, что наш подход и вновь выявленные гены ускорят разработку методов лечения, которые позволят уменьшить тяжесть ожирения", - говорит Эйлин О'Рурк из Университета Вирджинии.
Новое исследование проливает свет на причины ожирения и на то, какую роль в этом заболевании играет наша ДНК. Ожирение приобрело характер эпидемии, в значительной степени вызванной высококалорийным питанием. Сидячий образ жизни также играет все более важную роль. Но и нашим генам есть что добавить: они регулируют отложение жира и влияют на то, насколько хорошо наш организм превращает пищу в энергию. Если бы мы смогли определить гены, которые превращают избыток пищи в жир, мы могли бы попытаться подавить их активность с помощью лекарств.
На сегодняшний день обнаружены сотни генов, которые так или иначе связаны с ожирением. Задача состоит в том, чтобы выяснить, какие из них непосредственно способствуют ожирению или помогают предотвратить набор веса.
Нематода
О'Рурк и ее команда занялись крошечными нематодами Caenorhabditis elegans. Эти крошечные существа обитают в разлагающейся растительности и питаются микробами. У нас с ними более 70 процентов общих генов, поэтому неудивительно, что нематоды, питающиеся богатой сахаром пищей, также страдают ожирением, как и люди.
C. elegans уже много лет помогают ученым в исследованиях. В первую очередь они используются для проверки того, как на них действуют вновь разработанные лекарства, но не только. За последние 20 лет три Нобелевские премии были присуждены за открытие клеточных процессов, впервые наблюдаемых у C. elegans и признанных впоследствии решающими для таких заболеваний, как рак и нейродегенеративные болезни. Они также сыграли фундаментальную роль в разработке терапии на основе РНК.
Определение ключевых генов
В новом исследовании, О'Рурк и его коллеги использовали нематод для изучения 293 генов, связанных с ожирением у людей, с целью определить, какие из них действительно вызывают или предотвращают ожирение. Для этого они разработали модель ожирения у C. elegans. Одних существ они кормили обычной едой, а других нематод кормили пищей, которую можно отнести к диете с высоким содержанием сахара.
Исследование, проведенное с помощью машинного обучения, выявило 14 генов, вызывающих ожирение, и три гена, которые помогают его предотвратить. Исследователи обнаружили, что блокирование действия некоторых из них также привело к продлению жизни нематод. Это именно те преимущества, которые производители лекарств хотели бы видеть от средств против ожирения.
Конечно, необходимо провести дальнейшие исследования, но исследователи говорят, что результаты нынешнего исследования обнадеживают. Например, блокирование действия одного гена у лабораторных мышей предотвратило увеличение веса, улучшило чувствительность к инсулину и снизило уровень сахара в крови. Эти результаты, а также тот факт, что изучаемые гены были выбраны потому, что они были связаны с ожирением у людей, дают надежду на то, что результаты исследований на людях окажутся аналогичными.
Всем peace !