זיכרונות של השמנת יתר יכולים להישאר בתאי השומן זמן רב לאחר הירידה במשקל

לשינויים אפיגנטיים מהשמנת יתר יכולים להיות השפעות ארוכות טווח, לשנות את פעילות הגנים ואת תפקוד תאי השומן גם לאחר ירידה במשקל.

במחקר שפורסם לאחרונה ב טֶבַעצוות מדענים בדק כיצד רקמת שומן, במיוחד תאי שומן, שומרת על שינויים תעתיקים גם לאחר ירידה משמעותית במשקל, מה שעלול להוביל לנטייה לעלייה במשקל.

באמצעות טכניקות מתקדמות של רצף חומצה ריבונוקלאית (RNA), החוקרים חקרו את השינויים התאיים והגנטיים המתמשכים הללו כדי להבין טוב יותר את ההשפעות המתמשכות של השמנת יתר על הבריאות המטבולית.

רֶקַע

השמנת יתר מהווה סיכונים בריאותיים חמורים וכמעט בהכרח מובילה למחלות מטבוליות הקשורות לוויסות אינסולין ומחלות לב וכלי דם. ירידה יעילה במשקל, בין אם באמצעות תזונה, שינויים באורח החיים, תרופות, ניתוחים או שילוב של גישות אלו, היא קריטית בניהול ההשמנה. עם זאת, אתגר שחוזר על עצמו בטיפול בהשמנת יתר הוא תופעת ה'יו-יו', שבה אנשים חוזרים במשקל לאחר ירידה ראשונית.

מחקרים מצביעים על כך שהעלייה במשקל זו עשויה לנבוע מצורה של זיכרון מטבולי מתמשך גם לאחר הפחתת משקל ועלולה להתבטא ברקמות שונות, כגון רקמת שומן, כבד ותאי חיסון. יתר על כן, מנגנונים אפיגנטיים, המשפיעים על האופן שבו גנים באים לידי ביטוי מבלי לשנות את רצף החומצה הדאוקסיריבונוקלאית (DNA), עשויים למלא תפקיד מכריע בשמירה על השפעות אלו.

לגבי המחקר

למרות ההתקדמות האחרונה, המנגנונים התאיים המדויקים שעומדים בבסיס הזיכרון האוגוגני הזה והשפעתו על ניהול משקל ארוך טווח נותרו לא ברורים. לכן, במחקר הנוכחי, חוקרים ניתחו את התמשכותם של שינויים תאיים הקשורים להשמנת יתר ברקמת השומן של האדם והעכבר כאחד.

הם אספו ביופסיות של רקמת שומן תת עורית ורקמת שומן אומנטלית, שהיא סוג מיוחד של רקמת שומן שנמצאת בחלל הצפק, מאנשים עם השמנת יתר לפני ושנתיים לאחר ירידה במשקל הנגרמת על ידי ניתוח בריאטרי. כדי להבטיח השוואות מהימנות, הם כללו גם ביופסיות של אותן רקמות מאנשים בעלי משקל בריא. דגימות אלו עובדו באמצעות רצף RNA חד-גרעיני (snRNA-seq) כדי ללכוד דפוסי ביטוי גנים על פני אלפי תאים. אלה נותחו כדי לזהות שינויים תעתיקים הקשורים להשמנה קודמת.

עבור הניסויים במודל העכבר, החוקרים השתמשו בהצלבות של מודלים של עכברים בעלי סמני ביטוי ספציפיים לרקמת שומן, שאפשרו להם ליצור פרופיל מדויק של השינויים התעתיקים והאפיגנומיים. העכברים חולקו לקבוצות על סמך חשיפה לתזונה עתירת שומן וירידה במשקל לאחר מכן. דגימות רקמת שומן התקבלו מהעכברים. לאחר בידוד הגרעינים מהתאים, בוצע snRNA-seq כדי לזהות את השינויים הגנטיים שנשמרו בגרעינים.

בנוסף, החוקרים השתמשו במבחן עבור כרומטין נגיש ל-transposase עם רצף (ATAC-seq) כדי להעריך את נגישות הכרומטין באדיפוציטים, מתן תובנות לגבי סימנים אפיגנטיים שנשמרו. יתר על כן, בוצע ניתוח שינוי היסטון כדי לזהות שינויים בוויסות ביטוי הגנים על פני סוגי תאים שונים בתוך רקמת שומן.

תוצאות

התוצאות דיווחו שרקמות שומן מבני אדם ומעכברים שומרות על שינויים משמעותיים בתעתיק ואפיגנטי לאחר ירידה משמעותית במשקל. דגימות רקמת שומן אנושיות שנאספו לפני ושנתיים לאחר ניתוח בריאטרי הראו שינויים מתמשכים בפרופילי ביטוי הגנים, במיוחד באדיפוציטים. שינויים אלה כללו שינויים בפעילות הגנים הקשורים לתהליכים מטבוליים, דלקת ואיתות תאים.

יתר על כן, הפרופיל האפיגנטי של המודל העכברי חשף כי אדיפוציטים שמרו גם על סמנים שהצביעו על חשיפה קודמת לסביבה השמנתית. יתרה מכך, סמנים אלו נמשכו גם לאחר הפחתת משקל, דבר המצביע על התפתחות של 'זיכרון' אפיגנטי המשפיע על תגובות התא.

החוקרים הבחינו כי שינויים בהיסטונים, שהם מווסתים אפיגנטיים מרכזיים של פעילות הגנים, נשמרו בעכברים שמנים בעבר. הזיכרון האפיגנטי הזה העמיד את התאים לתגובה מוגברת עם חשיפה חוזרת לתזונה עתירת שומן, מה שהוביל לעלייה מואצת במשקל בהשוואה לעכברים ללא השמנת יתר קודמת.

יתר על כן, המחקר גם הוכיח ששינויים אלו התרחשו בעיקר באדיפוציטים אך נצפו גם בסוגי תאים אחרים ברקמת השומן, דבר המצביע על השפעה רחבה ברמת הרקמה. ממצאים אלה הדגישו את תפקידם של סימנים אפיגנטיים מתמשכים בהשמנת יתר והדגישו כיצד הם עלולים לגרום לאנשים להחזיר משקל גם לאחר התערבויות מוצלחות בירידה במשקל.

מסקנות

לסיכום, הממצאים הצביעו על כך ששינויים תאיים ואפיגנטיים כתוצאה מהשמנת יתר עלולים לגרום לאנשים להחזיר משקל עקב זיכרון שמור בתוך תאי שומן. זיהוי השינויים המתמשכים הללו עשוי להודיע ​​על טיפולים עתידיים המכוונים לזיכרון הסלולרי של השמנת יתר. על ידי שיבוש זיכרון זה, ייתכן שניתן יהיה לשפר את ההצלחה ארוכת הטווח של התערבויות לירידה במשקל ולשפר את התוצאות הבריאותיות המטבוליות עבור אנשים עם השמנת יתר.