Έλληνας επιστήμονας ανακάλυψε το «κλειδί» ελέγχου του μεταβολισμού

kellis6-e1440149379273_1176x420_acf_cropped

Μια νέα προσέγγιση για την πρόληψη και ίσως ακόμα και για τη θεραπεία της παχυσαρκίας δημοσιεύθηκε σε μια μελέτη ερευνητών του MIT και του Harvard Medical School. Η μελέτη δημοσιεύθηκε στις 19 Αυγούστου 2015 στο περιοδικό New England Journal of Medicine.

Με την ανάλυση του κυτταρικού κυκλώματος που διέπει την ισχυρότερη γενετική συσχέτιση με την παχυσαρκία, οι ερευνητές έχουν βρει ένα νέο μονοπάτι που ελέγχει τον ανθρώπινο μεταβολισμό ωθώντας τα λιποκύτταρα μας, ή λιπώδη κύτταρα, να αποθηκεύουν λίπος ή να το καίνε. Ο κύριος συγγραφέας της μελέτης είναι ο Έλληνας ερευνητής Μανώλης Κέλλης. Είναι καθηγητής της επιστήμης των υπολογιστών και μέλος του Εργαστηρίου Επιστήμης Υπολογιστών και Τεχνητής Νοημοσύνης (CSAIL) τουΜΙΤ καθώς και του Ινστιτούτου Broad. Η μελέτη έγινε σε συνεργασία με την Melina Claussnitzer, μια Γερμανίδα ερευνήτρια, που όμως έχει ελληνικές ρίζες επίσης καθώς οι παππούδες της ήταν από την Ελλάδα.

Η παχυσαρκία είναι μια από τις μεγαλύτερες προκλήσεις της δημόσιας υγείας του 21ου αιώνα. Επηρεάζει περισσότερους από 500 εκατομμύρια ανθρώπους σε όλο τον κόσμο και κοστίζει τουλάχιστον 200 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως μόνο στις Ηνωμένες Πολιτείες, ενώ συμβάλλει στις δυνητικά θανατηφόρες διαταραχές, όπως τα καρδιαγγειακά νοσήματα, ο διαβήτης τύπου 2, και ο καρκίνος.

«Η παχυσαρκία έχει παραδοσιακά θεωρηθεί ως το αποτέλεσμα της έλλειψης ισορροπίας μεταξύ της ποσότητας της τροφής που τρώμε και πόσο ασκούμαστε, αλλά η άποψη αυτή αγνοεί τη συμβολή της γενετικής στον μεταβολισμό του κάθε ατόμου» τονίζει ο Μανώλης Κέλλης.

Ο ισχυρότερος συσχετισμός με την παχυσαρκία βρίσκεται σε μια περιοχή γονιδίου που είναι γνωστό ως «FTO» η οποία υπήρξε το επίκεντρο των εξονυχιστικών έλεγχων από το 2007, όταν και ανακαλύφθηκε. Ωστόσο, προηγούμενες μελέτες είχαν αποτύχει να βρουν ένα μηχανισμό που να εξηγεί πώς οι γενετικές διαφορές στην περιοχή αυτή μπορούν να οδηγήσουν σε παχυσαρκία.

Για να αναγνωρίζουν τους τύπους των κυττάρων στη σχετιζόμενη περιοχή με την παχυσαρκία, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν συσχετισμούς του γονιδιακού ελέγχου διακοπτών σε περισσότερα από 100 είδη ιστών και κυττάρων. Βρήκαν αποδείξεις ενός μεγάλου πίνακα ελέγχου σε ανθρώπινα προγονικά λιποκύτταρα, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι γενετικές διαφορές μπορεί να επηρεάσουν τη λειτουργία του ανθρώπινου οργανισμού στην αποθήκευση λίπους.

Για τη μελέτη των επιπτώσεων των γενετικών διαφορών στα λιποκύτταρα, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε δείγματα λιπώδους ιστού από υγιείς Ευρωπαίους, που είτε ανήκουν στην ομάδα επικινδυνότητας είτε όχι. Βρήκαν ότι η ομάδα που είχε επικινδυνότητα είχε ενεργοποιημένη μια μεγάλη περιοχή ελέγχου προγονικών λιποκυττάρων, η οποία μετατράπηκε σε δύο μακρινά γονίδια, το IRX3 και το IRX5.

Πειράματα έδειξαν ότι το IRX3 και το IRX5 λειτουργούν ως κυρίως ελεγκτές μιας διαδικασίας γνωστής ως θερμογένεση, σύμφωνα με την οποία τα λιποκύτταρα διαχέουν την ενέργεια ως θερμότητα, αντί να την αποθηκεύουν σε μορφή λίπους. Η θερμογένεση μπορεί να προκληθεί από την άσκηση, τη δίαιτα, ή την έκθεση στο κρύο, και συμβαίνει τόσο σε μιτοχόνδρια πλούσια καφέ λιποκύτταρα που σχετίζονται με την ανάπτυξη μυών, και μπεζ λιποκύτταρα που αντίθετα σχετίζονται με την αποθήκευση της ενέργειας σε λευκά λιποκύτταρα.

Στα άτομα υψηλού κινδύνου, η θυμίνη (Τ) αντικαθίσταται από μια κυτοσίνη (C) νουκλεοβάση, η οποία διασπά την καταστολή της περιοχής ελέγχου και ενεργοποιεί τα IRX3 και IRX5. Αυτό, στη συνέχεια, απενεργοποιεί τη θερμογένεση, που οδηγεί σε συσσώρευση λιπιδίων και τελικά παχυσαρκία.

Με την επεξεργασία της θέσης ενός νουκλεοτιδίου χρησιμοποιώντας το σύστημα CRISPR / Cas9, μιας τεχνολογίας που επιτρέπει στους ερευνητές να κάνουν ακριβείς αλλαγές σε μια αλληλουχία DNA, οι ερευνητές θα μπορούσαν να τροποποιήσουν την προδιάθεση. Η ενεργοποίηση της C σε Τ σε άτομα κινδύνου απενεργοποιήσει τις IRX3 και IRX5 και αποκαθιστά τη θερμογένεση σε επίπεδα μη-κινδύνου.

«Γνωρίζοντας την αιτιώδη παραλλαγή που διέπει τη σχέση της παχυσαρκίας, μπορεί να επιτρέψει την επεξεργασία σωματικών γονιδιωμάτων ως θεραπευτική λεωφόρο για τα άτομα που είναι σε ομάδες υψηλού κινδύνου. Με το χειρισμό αυτού του νέου μονοπάτιου, θα μπορούσαμε να πραγματοποιήσουμε εναλλαγή μεταξύ των προγραμμάτων της διάχυσης ενέργειας και αποθήκευσης ενέργειας τόσο σε κυτταρικό και οργανικό επίπεδο, παρέχοντας νέα ελπίδα για μια θεραπεία κατά της παχυσαρκίας» συμπληρώνει ο Κέλλης.

Οι ερευνητές έδειξαν ότι θα μπορούσαν πράγματι να χειριστούν αυτή τη νέα πορεία για να αντιστρέψουν τις υπογραφές της παχυσαρκίας στα ανθρώπινα κύτταρα αλλά και στα ποντίκια.

πηγή: ellines.com