Испански изследователи са идентифицирали епигенетичните промени и увеличаването на транскрипционния фактор TBX15 в адипоцитните прекурсорни клетки като един от тригерите за ненормалното поведение на мастните клетки. Увеличаването на този фактор в мастната тъкан на пациенти със затлъстяване причинява промяна в митохондриалната мрежа, предизвиквайки промени във формата и броя.

затлъстяването

Това проучване при хора е показало значението на промяната на епигенетичните белези поради затлъстяването./Pixabay

Затлъстяването е заболяване, което се превърна във важен проблем за общественото здраве, както и рисков фактор за заболявания като диабет тип 2, сърдечно-съдови заболявания и някои форми на рак.

Въпреки че традиционно се счита, че се дължи на дисбаланс между енергийния прием и разходите, който благоприятства съхранението на мазнини, сега е признато, че взаимодействията между факторите на околната среда и генетичните фактори (известни като епигенетика) играят ключова роля в развитието му.

Затлъстяването предизвиква епигенетични промени в ДНК на прекурсорните клетки, което определя неизправността на новите адипоцити

Изследователи от Центъра за биомедицински изследвания на диабет и свързаните с него метаболитни заболявания (CIBERDEM), от групата, ръководена от Джоан Вендрел и Соня Фернандес-Веледо от Института за разследване на Сантария Пере Виргили (IISPV), току-що направиха още една стъпка в познаване на процесите, които предизвикват тези взаимодействия между гените и околната среда.

Експертите са идентифицирали нов механизъм, чрез който затлъстяването оставя епигенетичен отпечатък върху клетките-предшественици на адипоцитите, който определя неправилното функциониране на новите мастни клетки, които се генерират.

Предишни проучвания от същата група вече разкриха, че адипоцитните предшественици при пациенти със затлъстяване не функционират правилно. Към днешна дата обаче молекулярната основа на тези промени не е известна.

„Подкожната мастна тъкан на затлъстели лица съдържа дисфункционален набор от стволови клетки на предшественика на адипоцити и има доказателства за връзка между затлъстяването и загубата на функцията на тези стволови клетки“, обяснява Соня Фернандес Веледо, последна подписала на изследването, което току-що завършен за публикуване в International Journal of Obesity.

Адекватната функционална популация от адипоцитни прекурсори е от решаващо значение за правилното разширяване на мастната тъкан, управлението на липидите и предотвратяването на липотоксичността в условията на хроничен положителен енергиен баланс (т.е. когато не всички приети калории са „изгорени“).

„Смятаме, че по-доброто разбиране на биологията на този набор от предшественици на стволови клетки може да допринесе за разработването на нови стратегии, предназначени за борба със затлъстяването или насърчаване на разширяването на здравата мастна тъкан“, добавя експертът.

За тази цел в тази нова работа са изследвани стволови клетки, получени от мастна тъкан (прекурсори) и зрели адипоцити от здрави тънки и затлъстели пациенти.

„Нашата работа показва, че затлъстяването предизвиква важни епигенетични промени в ДНК на клетките-прекурсори, което определя неизправността на новите генерирани адипоцити“, казва Джоан Вендрел, ръководител на групата на CIBERDEM в IISPV.

По-доброто разбиране на биологията на този набор от предшественици на стволови клетки може да допринесе за разработването на нови стратегии срещу затлъстяването

"Затлъстяването обуславя адипоцитни прекурсорни стволови клетки с динамична загуба на ДНК метилиране в избрани региони, което в крайна сметка може да причини дисфункция на бялата мастна тъкан и развитието на метаболитни синдроми при затлъстяване", уточнява той.

TBX15, ключов ген

Един от най-модифицираните гени е транскрипционният фактор TBX15, фактор, участващ в адипогенезата, разпределението на мазнините и ‘покафеняването’ (превръщането на бялата мазнина в кафява мазнина, последната здрава и необходима за организма).

Изследването показа, че TBX15 е един от гените, който представя най-много промени на епигенетичното ниво в клетките-предшественици на затлъстяването, което води до свръхекспресия в тези клетки. „TBX15 показва силна загуба на епигенетични белези със съответното им увеличение на нивото на експресия на гени и протеини“, обясняват те.

Работата установи, че TBX15 е регулатор на митохондриалната маса в затлъстелите адипоцити, основен органел в метаболитната регулация на клетките, отговорни за клетъчното дишане. "Увеличението на TBX15 в мастната тъкан на пациенти със затлъстяване причинява промяна в митохондриалната мрежа, което води до промени във формата и броя", добавят изследователите.

Дисфункция на предшествениците на адипоцити

Това ново изследване, проведено при хора, демонстрира важността на промяната в епигенетичните белези поради затлъстяването във функционалността на бъдещите адипоцити, подкрепяйки теорията за дисфункцията на предшественика като ключово събитие при това заболяване.

"В момента проучваме дали този епигенетичен отпечатък е обратим, т.е. дали загубата на тегло може да обърне епигенетичните промени, предизвикани от затлъстяването", напредва Джоан Вендрел.

Библиографска справка:

Митохондриалната дисфункция на мастната тъкан при човешкото затлъстяване е свързана със специфичен подпис на ДНК метилиране в стволови клетки, получени от мастна тъкан. Ejarque M, Ceperuelo-Mallafré V, Serena C, Maymo-Masip E, Duran X, Díaz-Ramos A, Millan-Scheiding M, Núñez-Álvarez Y, Núñez-Roa C, Gama P, Garcia-Roves PM, Peinado MA, Gimble JM, Zorzano A, Vendrell J, Fernández-Veledo S. Int J Obes (Лонд). 2018 г. септември 27. DOI: 10.1038/s41366-018-0219-6 PMID: 30262812

Работата е финансирана от здравния институт Carlos III, Министерството на науката, иновациите и университетите и Fundació La Marató de TV3.