Οι ερευνητές χαρτογράφησαν τη γονιδιακή δραστηριότητα στον λιπώδη ιστό από παχύσαρκα άτομα και βρήκαν διακριτές κυτταρικές διαφορές μεταξύ αυτών με και χωρίς μεταβολικές ασθένειες. Αυτός ο λεπτομερής άτλαντας μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό βιοδεικτών και να καθοδηγήσει νέες θεραπείες για καταστάσεις όπως ο διαβήτης και η υψηλή αρτηριακή πίεση.
Οι επιστήμονες χαρτογράφησαν τις διαφορές λιπώδους ιστού σε παχύσαρκα άτομα, αποκαλύπτοντας κυτταρικές αλλαγές που συνδέονται με τον κίνδυνο μεταβολικής νόσου και τις δυνατότητες θεραπείας.
Ενώ η παχυσαρκία αυξάνει τον κίνδυνο εμφάνισης διαβήτη, υψηλής αρτηριακής πίεσης και υψηλής χοληστερόλης, δεν παρουσιάζουν όλα τα παχύσαρκα άτομα αυτές τις μεταβολικές ασθένειες. Στην πραγματικότητα, περίπου το ένα τέταρτο των παχύσαρκων ατόμων παραμένει μεταβολικά υγιή. Οι επιστήμονες εργάζονται για να καταλάβουν γιατί μερικοί άνθρωποι με παχυσαρκία εμφανίζουν επιπλοκές στην υγεία τους ενώ άλλοι όχι. Άρα υπάρχουν δύο τύποι παχυσαρκίας: η μεταβολικά υγιής παχυσαρκία και η μεταβολικά μη υγιής.
Ένα άτομο που πάσχει μεταβολικά υγιή παχυσαρκία θεωρείται ότι θα έχει σώμα σε σχήμα «αχλαδιού», που σημαίνει ότι το μεγαλύτερο μέρος του λίπους του είναι στην περιοχή των γοφών και των ποδιών. Οι μεταβολικά υγιείς παχύσαρκοι άνθρωποι μπορεί να έχουν φυσιολογική ευαισθησία στην ινσουλίνη, φυσιολογική αρτηριακή πίεση και υγιή επίπεδα χοληστερόλης. Επιπλέον, εάν διερευνηθούν δεν θα έδειχναν καμία αύξηση στους προφλεγμονώδεις δείκτες στο αίμα, ούτε θα πάσχουν από διαβήτη τύπου 2. Θεωρείται ότι η μεταβολικά υγιής παχυσαρκία είναι γενετικά καθορισμένη και σε μεγάλο βαθμό δεν βρίσκεται υπό τον έλεγχό μας. Ότι αυτοί μπορεί να διατηρήσουν αυτό το λίπος και να παραμένουν υγιείς και απαλλαγμένοι από ασθένειες. Όσο για εκείνους που ανήκουν στην κατηγορία των μη υγιών παχύσαρκων, είναι σημαντικό για αυτούς να καλλιεργούν και να διατηρούν υγιεινές συνήθειες, όπως να ακολουθούν μια υγιεινή διατροφή. Αλλά το ότι είναι γενετικά καθορισμένη και προσφέρει κάποια προστασία, δεν σημαίνει ότι αυτό μπορεί να αντικαταστήσει την ανάγκη για προληπτική διαχείριση της υγείας για να διασφαλίσει τη συνολική και μακροπρόθεσμη μεταβολική ευεξία.
Τώρα, μια ολοκληρωμένη μελέτη από ερευνητές από τη Ζυρίχη και τη Λειψία έχει θέσει μια σημαντική βάση για αυτήν την έρευνα. Η ομάδα δημιούργησε έναν λεπτομερή άτλαντα που περιέχει δεδομένα τόσο από μεταβολικά υγιή όσο και από μη υγιή υπέρβαρα άτομα, εστιάζοντας στον λιπώδη (λιπώδη) ιστό τους και στη γονιδιακή δραστηριότητα στα κύτταρά τους.
«Τα αποτελέσματά μας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αναζήτηση κυτταρικών δεικτών που παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τον κίνδυνο ανάπτυξης μεταβολικών ασθενειών», εξηγεί ο Adhideb Ghosh, ερευνητής στην ομάδα του καθηγητή ETH Christian Wolfrum και ένας από τους δύο κύριους συγγραφείς της μελέτης. «Τα δεδομένα παρουσιάζουν επίσης μεγάλο ενδιαφέρον για τη βασική έρευνα. Θα μπορούσαν να μας βοηθήσουν να αναπτύξουμε νέες θεραπείες για μεταβολικές ασθένειες».
Διερεύνηση μεγάλης βιοτράπεζας
Για αυτή τη μελέτη, ο Ghosh και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν τη Βιοτράπεζα Παχυσαρκίας της Λειψίας, μια εκτενή συλλογή βιοψιών που ελήφθησαν από παχύσαρκα άτομα. Αυτά τα δείγματα που συγκεντρώθηκαν από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Λειψίας προέρχονται από παχύσαρκους ασθενείς που υποβλήθηκαν σε εκλεκτική χειρουργική επέμβαση και συναίνεσαν στη συλλογή δειγμάτων λιπώδους ιστού για ερευνητικούς σκοπούς. Η συλλογή περιλαμβάνει επίσης εκτενείς ιατρικές πληροφορίες για την υγεία των ασθενών.
Δεδομένου ότι τα δείγματα των ιστών ελήφθησαν όλα από παχύσαρκα άτομα με ή χωρίς μεταβολικές ασθένειες, επιτρέπουν τη σύγκριση μεταξύ ατόμων με υγιή και ανθυγιεινή παχυσαρκία. Σε δείγματα από 70 εθελοντές, οι ερευνητές στο ETH Ζυρίχης εξέτασαν ποια γονίδια ήταν ενεργά -και πόσο ενεργά ήταν- για δύο τύπους λιπώδους ιστού, τον υποδόριο και τον σπλαχνικό ιστό.
Οι επιστήμονες και οι ειδικοί της ιατρικής υποθέτουν ότι το σπλαχνικό λίπος, το οποίο βρίσκεται βαθιά στην κοιλιακή κοιλότητα και περιβάλλει τα εσωτερικά όργανα, είναι κυρίως υπεύθυνο για τις μεταβολικές ασθένειες. Το λίπος που βρίσκεται ακριβώς κάτω από το δέρμα είναι λιγότερο προβληματικό.
Για τη μελέτη, ήταν ζωτικής σημασίας τα κύτταρα του λιπώδους ιστού να μην είναι όλα απλά συσσωματωμένα, καθώς αυτός ο ιστός περιλαμβάνει όχι μόνο λιποκύτταρα αλλά και κύτταρα άλλων τύπων. «Στην πραγματικότητα, τα λιποκύτταρα είναι μια μειοψηφία», εξηγεί η Isabel Reinisch, μεταδιδάκτορας στην ομάδα του Wolfrum συγγραφέας της μελέτης. «Ένα μεγάλο μέρος του λιπώδους ιστού αποτελείται από κύτταρα του ανοσοποιητικού, κύτταρα που σχηματίζουν αιμοφόρα αγγεία και ανώριμα πρόδρομα κύτταρα λιποκυττάρων. Ένας άλλος τύπος κυττάρων, γνωστός ως μεσοθηλιακά κύτταρα, βρίσκεται μόνο στον σπλαχνικό λιπώδη ιστό και σηματοδοτεί το εξωτερικό του όριο».
Κοιλιακό λίπος αναδιαμορφώθηκε
Όπως μπόρεσαν να δείξουν οι ερευνητές, υπάρχουν σημαντικές λειτουργικές διαφορές στα κύτταρα στον σπλαχνικό λιπώδη ιστό ατόμων με μεταβολικές ασθένειες. Αυτή η αναδιαμόρφωση επηρεάζει σχεδόν κάθε τύπο κυττάρου σε αυτή τη μορφή ιστού. Για παράδειγμα, οι γενετικές αναλύσεις έδειξαν ότι τα λιποκύτταρα των μη μεταβολικά υγιών παχύσαρκων δεν μπορούσαν πλέον να καίνε το λίπος τόσο αποτελεσματικά και αντί αυτού παρήγαγαν μεγαλύτερες ποσότητες ανοσολογικών αγγελιοφόρων μορίων. «Αυτές οι ουσίες πυροδοτούν μια ανοσολογική απόκριση στο σπλαχνικό λίπος των παχύσαρκων ανθρώπων», εξηγεί η Reinisch. «Είναι κατανοητό ότι αυτή η αντίδραση προάγει την ανάπτυξη μεταβολικών ασθενειών».
Οι ερευνητές βρήκαν επίσης πολύ σαφείς διαφορές στον αριθμό και τη λειτουργία των μεσοθηλιακών κυττάρων: σε μεταβολικά υγιή παχύσαρκα άτομα, υπάρχει πολύ μεγαλύτερη αναλογία μεσοθηλιακών κυττάρων στο σπλαχνικό λίπος και αυτά τα κύτταρα παρουσιάζουν μεγαλύτερη λειτουργική ευελιξία. Συγκεκριμένα, τα κύτταρα αυτά μπορούν να μεταβούν σε ένα είδος λειτουργίας βλαστοκυττάρων και να μετατραπούν σε διαφορετικούς τύπους κυττάρων, όπως λιποκύτταρα, στα υγιή άτομα. «Η ικανότητα των πλήρως διαφοροποιημένων κυττάρων να μετατρέπονται σε βλαστοκύτταρα συνδέεται κατά τα άλλα με τον καρκίνο», λέει η Reinisch που έμεινε έκπληκτη, λοιπόν, που βρήκε αυτή την ικανότητα και στον λιπώδη ιστό. «Υποπτευόμαστε ότι τα ευέλικτα κύτταρα στην άκρη του λιπώδους ιστού στα υγιή παχύσαρκα άτομα διευκολύνουν την επέκταση του λείου ιστού».
Τέλος, οι ερευνητές βρήκαν επίσης διαφορές μεταξύ ανδρών και γυναικών: ένας συγκεκριμένος τύπος προγονικών κυττάρων υπάρχει μόνο στο σπλαχνικό λίπος των γυναικών. «Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει τις διαφορές στην ανάπτυξη μεταβολικών ασθενειών μεταξύ ανδρών και γυναικών», λέει η Reinisch.
Εύρεση νέων βιοδεικτών
Ο νέος άτλαντας γονιδιακής δραστηριότητας σε υπέρβαρα άτομα περιγράφει τη σύνθεση των τύπων κυττάρων στον λιπώδη ιστό και τη λειτουργία τους. «Ωστόσο, δεν μπορούμε να πούμε εάν οι διαφορές είναι ο λόγος για τον οποίο κάποιος είναι μεταβολικά υγιής ή αν, αντίθετα, οι μεταβολικές ασθένειες προκαλούν αυτές τις διαφορές», είπε ο Ghosh. Αντίθετα, οι επιστήμονες θεωρούν τη δουλειά τους ως τη βάση για περαιτέρω έρευνα. Έχουν δημοσιεύσει όλα τα δεδομένα σε μια δημόσια προσβάσιμη εφαρμογή ιστού, ώστε να είναι διαθέσιμη σε άλλους ερευνητές για να συνεργαστούν.
Αυτός ο άτλαντας καθιστά πλέον δυνατή την εύρεση νέων δεικτών που παρέχουν πληροφορίες για τον κίνδυνο εμφάνισης μεταβολικής νόσου. Επί του παρόντος, οι ερευνητές αναζητούν δείκτες που θα μπορούσαν να βοηθήσουν στη βελτίωση της θεραπείας τέτοιων ασθενειών. Για παράδειγμα, υπάρχει μια νέα κατηγορία φαρμάκων που καταστέλλουν την όρεξη και προάγουν την απελευθέρωση ινσουλίνης στο πάγκρεας -αλλά αυτά τα φάρμακα είναι ελλιπή. «Οι βιοδείκτες που μπορούν να προκύψουν από τα δεδομένα μας θα μπορούσαν να βοηθήσουν στον εντοπισμό των ασθενών που χρειάζονται περισσότερο αυτή τη θεραπεία», είπε η Reinisch.
Περισσότερες πληροφορίες: “Unveiling adipose populations linked to metabolic health in obesity” by Isabel Reinisch, Adhideb Ghosh, Falko Noé, Wenfei Sun, Hua Dong, Peter Leary, Arne Dietrich, Anne Hoffmann, Matthias Blüher and Christian Wolfrum, 17 December 2024, Cell Metabolism.
DOI: 10.1016/j.cmet.2024.11.006.
