Потеря массы тела вследствие желудочного шунтирования ассоциирована с изменением метилирования генов и чувствительности к инсулину — к такому выводу пришли шведские ученые под руководством Джулин П. Зиераз (Juleen Р. Zierath) из Каролинского института (Karolinska Institutet), Стокгольм, в ходе нового исследования. Они определили, что у пациентов с ожирением после оперативного вмешательства происходила нормализация статуса метилирования некоторых генов.
Ожирение — хроническое заболевание, проявляющееся в избыточном накоплении белой жировой ткани, возникающее в результате сочетанного воздействия генетических факторов и влияния окружающей среды. Медикаментозное лечение данной патологии ограничено, чаще всего терапия предполагает изменение образа жизни пациента, его переход на здоровую диету и повышение уровня физической активности. В особо тяжелых случаях возникает необходимость проведения хирургического лечения, в результате которого уменьшается объем желудка, что приводит к снижению суточной калорийности рациона питания и устойчивому уменьшению массы тела.
Целью данной работы шведских исследователей стало изучение эпигенетических изменений вследствие оперативного лечения при ожирении, приводящих к потере массы тела и метаболическим сдвигам. В ходе предыдущих исследований отмечено, что у пациентов с ожирением изменяется статус метилирования ДНК в участках, регулирующих обмен веществ, в частности метаболизм глюкозы. Кроме того, известно, что бариатрическая хирургия во многих случаях приводит к быстрой и стойкой ремиссии сахарного диабета 2-го типа, однако механизмы данного явления оставались неизвестными.
Участниками выполненного исследования стали 14 пациентов (8 женщин, 6 мужчин), состояние которых оценивали перед проведением желудочного шунтирования и через 6 мес после вмешательства. Группу сравнения составили 16 женщин с нормальной массой тела и ненарушенной толерантностью к глюкозе. Для определения статуса метилирования ДНК участникам проводили биопсию скелетных мышц.
При первичном анализе отмечено, что статус метилирования не имеет различий в обеих группах до и после оперативного вмешательства как для CpG-, так и для не CpG-динуклиотидов. Однако при отдельном полигеномном анализе метилирования у 6 мужчин с ожирением до и после проведения желудочного шунтирования исследователи выявили некоторые отличия. Оказалось, что после проведения желудочного шунтирования снижалось метилирование 409 участков ДНК, некоторые из которых находились в известных последовательностях, однако большинство присутствовали в некодирующих участках. Этот факт позволил ученым предположить возможный вклад процессов метилирования в инициацию транскрипции.
Также исследователи изучали статус метилирования отдельных специфических генов (896 штук), экспрессия которых была различна у представителей разных групп до и после операции. Они отметили, что через 6 мес после проведения хирургического лечения ожирения статус метилирования большинства из них приблизился к показателям здоровых людей с нормальной массой тела.
В дополнение ученые внимательно оценили состояние двух специфических генов — PGC-1-alpha и PDK4, которые регулируют митохондриальную активность и уровень использования энергии скелетными мышцами. Отмечено, что статус их метилирования был нарушен до проведения операции и нормализовался через полгода после ее проведения.
Авторы исследования объясняют, что динамическое изменение метилирования ДНК оказывает влияние на транскрипцию генов, регулирующих чувствительность к инсулину у пациентов с избыточной массой тела. Кроме того, факторы окружающей среды могут способствовать формированию специфических структур, так называемой метаболической памяти, в клетках взрослого человека.
Исследователи указывают на некоторую ограниченность данного исследования. Так, присутствие в группе контроля только женщин не позволяет говорить, что полученные результаты распространяются на лиц обоего пола. Кроме того, результаты хирургического вмешательства оценивали лишь однократно — через 6 мес после его проведения. Однако, как установлено ранее, изменения метаболизма глюкозы наблюдаются у пациентов после проведения желудочного шунтирования задолго до потери массы тела.
Barres R., Kirchner H., Rasmussen M. et al. (2013) Weight loss after gastric bypass surgery in human obesity remodels promoter methylation. Cell Reports, Apr. 11 [Epub ahead of print].
Gever J. (2013) Bariatric surgery changes metabolism and genes. MedPage Today, Apr. 11 (www.medpagetoday.com/Endocrinology/Obesity/38406).
Юлия Котикович
