«Мы знаем о сотнях вариантов генов, которые с большей вероятностью обнаруживаются у людей, страдающих ожирением и другими заболеваниями. Но« более вероятно, что они появятся »не означает, что они вызывают болезнь.
Эта неопределенность является основным препятствием для использования силы населения геномики для определения мишеней для лечения или лечения ожирения. Чтобы преодолеть этот барьер, мы разработали автоматизированный конвейер, позволяющий одновременно проверять причинную роль сотен генов в ожирении. В ходе первого раунда экспериментов было выявлено более десятка генов, вызывающих ожирение, и три гена, вызывающих ожирение. предотвратить ожирение ", — сказала Эйлин О’Рурк из Колледжа искусств UVA.
Наук, Отделение клеточной биологии Медицинской школы и Центр сердечно-сосудистых исследований Роберта М. Берна. «Мы ожидаем, что наш подход и новые гены, которые мы обнаружили, ускорят разработку методов лечения, снижающих бремя ожирения».Ожирение и наши гены
Новое исследование О’Рурка помогает пролить свет на сложные взаимосвязи ожирения, диеты и нашей ДНК. Ожирение стало эпидемией, в значительной степени вызванной высококалорийной диетой, содержащей сахар и кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы.
Все более малоподвижный образ жизни также играет большую роль. Но наши гены также играют важную роль, регулируя накопление жира и влияя на то, насколько хорошо наш организм сжигает пищу в качестве топлива. Итак, если мы сможем идентифицировать гены, которые превращают избыточную пищу в жир, мы могли бы попытаться инактивировать их с помощью лекарств и отделить чрезмерное питание от ожирения.
Геномисты определили сотни генов, связанных с ожирением — это означает, что эти гены более или менее распространены у людей, страдающих ожирением, чем у людей со здоровым весом. Задача состоит в том, чтобы определить, какие гены играют причинную роль, напрямую способствуя увеличению веса или помогая предотвратить его. Чтобы отделить пшеницу от плевел, О’Рурк и ее команда обратились к простым червям, известным как C. elegans.
Эти крошечные черви любят жить в гниющей растительности и питаются микробами. Однако у них более 70% общих генов, и, как и у людей, они страдают ожирением, если их кормить чрезмерным количеством сахара.
Черви принесли огромную пользу науке. Они использовались, чтобы расшифровать, как действуют распространенные лекарства, в том числе антидепрессант прозак и метформин, стабилизирующий глюкозу. Еще более впечатляюще то, что за последние 20 лет три Нобелевские премии были присуждены за открытие клеточных процессов, которые впервые наблюдались у червей, но затем оказались критически важными для таких заболеваний, как рак и нейродегенерация.
Они также сыграли фундаментальную роль в разработке терапевтических средств, основанных на технологии РНК.В новой работе, только что опубликованной в научном журнале PLOS Genetics, О’Рурк и ее сотрудники использовали червей для проверки 293 генов, связанных с ожирением у людей, с целью определить, какой из генов на самом деле вызывает или предотвращает ожирение. Они сделали это, разработав червячную модель ожирения, обеспечив некоторых регулярной диетой, а некоторых — диетой с высоким содержанием фруктозы.Эта модель ожирения в сочетании с автоматизацией и контролируемым тестированием с помощью машинного обучения позволила им идентифицировать 14 генов, вызывающих ожирение, и три, которые помогают предотвратить его.
Интересно, что они обнаружили, что блокирование действия трех генов, предотвращающих ожирение червей, также приводит к тому, что они живут дольше и имеют лучшую нейро-двигательную функцию. Именно такие преимущества разработчики лекарств надеются получить от лекарств от ожирения.Конечно, предстоит еще поработать.
Но исследователи говорят, что показатели обнадеживают. Например, блокирование действия одного из генов у лабораторных мышей предотвратило увеличение веса, улучшило чувствительность к инсулину и снизило уровень сахара в крови.
По словам исследователей, эти результаты (плюс тот факт, что изучаемые гены были выбраны, потому что они были связаны с ожирением у людей) хорошо предвещают, что результаты будут верны и для людей.«Срочно необходимы методы лечения ожирения, чтобы уменьшить бремя ожирения у пациентов и системы здравоохранения», — сказал О’Рурк. «Наша комбинация геномики человека с тестами на причинно-следственную связь на модельных животных обещает достижение целей по борьбе с ожирением с большей вероятностью успеха в клинических испытаниях из-за их ожидаемой повышенной эффективности и уменьшения побочных эффектов».