Ο λιπώδης ιστός είναι ένα απίστευτα πολύπλοκο και απαραίτητο όργανο του σώματος που εμπλέκεται στην αποθήκευση ενέργειας και την παραγωγή ορμονών, μεταξύ άλλων λειτουργιών. Ωστόσο, ο σύγχρονος τρόπος ζωής έχει οδηγήσει σε μια παγκόσμια επιδημία παχυσαρκίας και αντίστοιχη αύξηση σε σχετικές καταστάσεις όπως ο διαβήτης τύπου 2 και οι καρδιαγγειακές παθήσεις.
Οι ερευνητές προσπαθούν να αποκαλύψουν τα βασικά για το πώς είναι δομημένος ο λιπώδης ιστός και, συγκεκριμένα, η φλεγμονή που σχετίζεται με την παχυσαρκία, με την ελπίδα να ξεκλειδώσουν τη σύνδεση μεταξύ της συσσώρευσης λίπους και των κακών αποτελεσμάτων υγείας.
Μια μελέτη από τον καθηγητή Lindsey Muir και τους συνεργάτες του στο Πανεπιστήμιο του Michigan, χρησιμοποιεί μια ανάλυση μεμονωμένων κυττάρων γονιδιακής έκφρασης σε συνδυασμό με χωρική μεταγραφική για να αποκαλύψει προηγούμενους μη αναγνωρισμένους κυτταρικούς τύπους και αλληλεπιδράσεις στο λιπώδης ιστός. Η χωρική μεταγραφική είναι μια νεότερη τεχνολογία που καταγράφει όλη την γονιδιακή έκφραση σε ένα ολόκληρο λεπτό τμήμα ιστού.
Η εργασία δημοσιεύθηκε στο περιοδικό JCI Insight.
Η μελέτη του λίπους δεν είναι εύκολη. Σε ιστούς που είναι οργανωμένοι σε καθορισμένα στρώματα, για παράδειγμα ο νωτιαίος μυελός ή ο εγκέφαλος, «είναι πιο εύκολο να κάνετε ελέγχους λογικότητας με τα δεδομένα και να αναγνωρίσετε αυτό ή εκείνο το στρώμα ως συγκεκριμένο τύπο κυττάρου και να γνωρίζετε ότι πρέπει να εκφράζει γονίδια X, Y, και Ζ», είπε ο Muir, επίκουρος καθηγητής στο Τμήμα Υπολογιστικής Ιατρικής και Βιοπληροφορικής.
«Με το λίπος, είναι πολύ πιο δύσκολο γιατί οι τύποι κυττάρων κατανέμονται ομοιόμορφα σε όλο τον ιστό, χωρίς καθορισμένα κυτταρικά στρώματα», συνέχισε ο Muir. Στην παχυσαρκία, τα λιποκύτταρα διαστέλλονται και μπορούν να φτάσουν σε ένα όριο που τελικά προκαλεί κυτταρικό θάνατο και οδηγεί σε φλεγμονή.
Για να κατανοήσουν καλύτερα τους τύπους των ανοσοκυττάρων στο λιπώδη ιστό και τη σχέση μεταξύ τους στην παχυσαρκία, η ερευνητική ομάδα τάισε ποντίκια με διατροφή υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά κατά τη διάρκεια 14 εβδομάδων, συνέλεξε λιπώδη ιστό και στη συνέχεια χρησιμοποίησε μονοκυτταρικές και χωρικές αναλύσεις να παράγει μια ανάγνωση όλων των mRNA που υπάρχουν στο δείγμα.
Χρησιμοποιώντας μια υπολογιστική διαδικασία γνωστή ως ομαδοποίηση δεδομένων ενός κυττάρου, οι ερευνητές μπόρεσαν να ομαδοποιήσουν κύτταρα των οποίων η γενετική σύνθεση έμοιαζε περισσότερο μεταξύ τους από άλλες ομάδες. Ανακάλυψαν κάτι εκπληκτικό σχετικά με τον πληθυσμό των μακροφάγων των δειγμάτων -κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος που εκκαθαρίζουν νεκρά κύτταρα υπολείμματα. «Γνωρίζαμε ότι τα μακροφάγα θα είχαν πιθανώς πολλούς υποτύπους, αυτό που μας εξέπληξε ήταν ότι ο αριθμός που ήταν πολύ διαφορετικός σε διαφορετικούς χρόνους και γινόταν πιο κυρίαρχος με την πάροδο του χρόνου», εξήγησε ο Muir.
Οι ερευνητές προσδιόρισαν πέντε τύπους, τους οποίους ονόμασαν Mac1, 2, 3, 4 και 5. Ο Mac1 κατοικούσε στον ιστό και στα αδύνατα ποντίκια που ακολουθούσαν κανονική διατροφή αλλά και στα παχύσαρκα ποντίκια. Τα Mac2 και Mac3, τα οποία αναγνωρίστηκαν από τα προφλεγμονώδη γονίδια τους, κορυφώθηκαν μετά από οκτώ εβδομάδες δίαιτας υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά. Ωστόσο, καθώς η δίαιτα με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά προχωρούσε στις 14 εβδομάδες, τα κύτταρα Mac4 και Mac5, που είχαν χαμηλή έκφραση προφλεγμονώδους γονιδίου, κυριαρχούσαν, ενώ τα προφλεγμονώδη κύτταρα Mac2 και Mac3 μειώθηκαν.
«Η σκέψη ήταν ότι ο τύπος των μακροφάγων που συσσωρεύονται στην παχυσαρκία προάγει μια φλεγμονώδη κατάσταση. Με βάση αυτά τα δεδομένα, υπάρχουν πολλά περισσότερα στην ιστορία», είπε ο Muir. Η υπόθεση είναι ότι τα Mac4 και Mac5 είναι ότι τα μακροφάγα που σχετίζονται με λιπίδια μπορεί να είναι σημάδι ότι το σώμα προσπαθεί να καταπνίξει ένα επιζήμιο επίπεδο φλεγμονής από προφλεγμονώδη μακροφάγα και λιποκύτταρα που πεθαίνουν.
Με περισσότερη γνώση για την κυτταρική σύνθεση και τη χωρική οργάνωση του λιπώδους ιστού στο πλαίσιο της παχυσαρκίας, το επόμενο βήμα, είπε ο Muir, είναι να εξεταστούν οι διαδικασίες σηματοδότησης και οι πρωτεΐνες που σχετίζονται με την ανάπτυξη λιπιδίων και μεταβολικών διαταραχών.
Περισσότερες πληροφορίες: Cooper M. Stansbury et al, A lipid-associated macrophage lineage rewires the spatial landscape of adipose tissue in early obesity, JCI Insight (2023). DOI: 10.1172/jci.insight.171701.
