Ученым из США и Швеции удалось подтвердить причинно-следственную связь между некоторыми генами и набором лишнего веса.
Ожирение называют основным фактором риска развития многих заболеваний, например нейродегенеративных и сердечно-сосудистых, а также диабета второго типа, гипертонии, инсульта и некоторых видов рака. За последнее десятилетие именно избыточный вес стал сопутствующей причиной четырех миллионов смертей ежегодно. В будущем, опасаются эксперты, ожирение может привести к снижению средней продолжительности жизни.
Из-за всего этого перед учеными стоит задача лучше понять причины формирования чрезмерных жировых отложений и разработать новые методы борьбы. Однако определить эффективные точки вмешательства для лечения сложно, поскольку ожирение — сложное заболевание, на которое влияют множество факторов. Среди них — не только питание и низкая физическая активность, но еще социально-экономический статус, состав микробиоты кишечника и, конечно, гены.
Рост числа людей, имеющих избыточный вес, можно объяснить, с одной стороны, средой, которая предоставила нам легкий доступ к высококалорийной пище, но ограничила физическую активность. Но ведь не все в современном мире поголовно страдают ожирением. Поэтому ученые считают, что весомую долю таких случаев можно связать с генетическими факторами.
Более 90 полногеномных исследований ассоциации выявили свыше 2,5 тысячи отличий в последовательности ДНК размером в один нуклеотид, которые коррелируют с различными показателями ожирения, включая индекс массы тела, соотношение талии и бедер, распределение жира в организме и так далее. Почти 90 процентов этих вариантов обнаружили в некодирующих областях генома: следовательно, крайне мало из них удалось сопоставить с генами.
Авторы нового исследования — ученые из Университета Виргинии (США) из Уппсальского университета (Швеция) — при помощи высокопроизводительной системы скрининга ожирения in vivo проверили причинно-следственную связь между генами и ожирением. Результаты работы можно найти в журнале Plos Genetics.
«Нам известны сотни вариантов генов, которые с большей вероятностью присутствуют у людей, страдающих ожирением и другими заболеваниями. Но это не означает, что они вызывают заболевание, — объяснила Эйлин О’Рурк из Университета Виргинии. — Неопределенность была основным препятствием для того, чтобы использовать возможности популяционной геномики и определить цели для лечения ожирения. Чтобы преодолеть этот барьер, мы разработали “автоматизированный конвейер” для одновременного тестирования сотен генов на причинную роль в ожирении».
Для начала ученые определили 340 генов-кандидатов на основе одного из опубликованных полногеномных поисков ассоциаций и взяли круглых червей Caenorhabditis elegans. С конца прошлого века генетики активно используют этих нематод длиной порядка одного миллиметра как модельный организм, поскольку более 70 процентов их генов совпадают с человеческими. Caenorhabditis elegans живут в гниющей растительности и питаются микробами, а еще страдают ожирением, если их кормить сахаром.
На примере червей (одну группу посадили на обычную диету, а другой давали много фруктозы) получилось проверить 293 гена, связанных с ожирением у людей. Путем скрининга исследователи выявили 14 генов, инактивация которых приводит к избыточной массе тела. Нематоды, активно потреблявшие фруктозу, не только имели больше жира в организме и были крупнее, но еще отличались менее крепким здоровьем и жили не так долго (по меркам червей). Затем, используя эту модель, исследователи открыли три гена, блокирование которых предотвращало набор веса, связанный с питанием, продлевало жизнь Caenorhabditis elegans и улучшало их нервно-двигательную функцию.
По мнению авторов работы, хотя — как и всегда — потребуются дополнительные исследования, как раз описанных выше преимуществ медики ожидают от препаратов для лечения ожирения. «Наша комбинация методов геномики человека с тестами на причинно-следственную связь на модельных животных обещает достичь целей по борьбе с ожирением и добиться успеха в клинических испытаниях», — подытожили ученые.
Автор: Мария Азарова