עד 40% מהאמריקאים סובלים מהשמנת יתר, ומציבים אותם בסיכון מוגבר ללחץ דם גבוה, סוכרת, שבץ מוחי, מחלות לב וסרטן מסוים, על פי ה- CDC. מחקר חדש מאוניברסיטת דלאוור נועד להתמודד עם הנושא על ידי חקירת השמנת יתר ברמת הגנים.
החוקר הראשי איברה פנצ'ר, עוזר פרופסור לקינסיולוגיה ופיזיולוגיה יישומית במכללה למדעי הבריאות של UD, גילה הבדלים משמעותיים בביטוי הגנים ברקמת שומן, הידועה יותר בשם שומן. רקמת שומן נחשבה לשעבר, רקמת שומן מוכרת כיום כאיבר אנדוקריני חיוני. תפקוד לקוי ברקמה קשור למחלות קרדיווסקולריות ומטבוליות משמעותיות.
במחקר שפורסם ב גנומיקה פיזיולוגיתFancher ועמיתיו בדקו כיצד הדיאטה משפיעה על ביטוי גנים ברקמת השומן באמצעות מודל של בעלי חיים. קבוצה אחת צרכה תזונה הדומה לתזונה מערבית עתירת שומן עתיר קלוריות, ואילו השנייה אכלה צ'או סטנדרטית במשך למעלה משנה.
ציפינו לראות שינויים חזקים בשומן, ואכן, מחסני השומן בקבוצה עתירת שומן היו שונים בהרבה, והראו שינויים משמעותיים הקשורים לתזונה לקויה והשמנת יתר. "
איברה פנצ'ר, עוזר פרופסור לקינסיולוגיה ופיזיולוגיה יישומית, המכללה למדעי הבריאות של UD
ממצאי מפתח
המחקר, הממומן על ידי מענק מכונים לאומיים פדרליים לבריאות למרכז המצוינות במחקר ביו -רפואי (COBRE) בבריאות לב וכלי דם, מצא כי למעלה מ- 300 גנים התבטאו באופן דיפרנציאלי ברקמת שומן תת עורית (SAT), סוג פחות מסוכן של שומן. לשם השוואה, כמעט 700 גנים באו לידי ביטוי באופן דיפרנציאלי ברקמת שומן חזותית (מע"מ). שומן קרביים, או שומן סביב איברים חיוניים, מעלה את הסיכון של האדם לבעיות בריאותיות משמעותיות.
"ההשוואה בין מע"מ ל- SAT היא בולטת. התרחבות השומן הקרבי, יחד עם תפקידה הדלקתי בהשמנת יתר ובמחלות מטבוליות, היא חמורה במיוחד", אמר פנצ'ר. "מחקר זה מדגיש את ההשפעה של השמנת יתר, הנובעת לעתים קרובות מתזונה לקויה ואורח חיים בישיבה, על רקמות שומן ספציפיות, וזה ככל הנראה גורם מרכזי המשפיע על הבריאות. מה שהופך את הרקמה המושפעת למטרה טובה להתערבויות להגנה על מערכות אחרות. "
מבין אלפי הגנים שניתחו, המחקר של פנצ'ר זיהה ארבעה גנים הקשורים למטבוליזם, טיפול בסידן ודלקת המצדיקים חקירה נוספת.
"אנו כבר מחפשים לבדוק אם הגנים האלה הם עיסוקים כדאיים בשיפור תפקוד רקמות השומן בהשמנת יתר", אמר פנצ'ר. "ניתן למקד אותם לתרופות קיימות או להריץ טיפולים חדשים שתוכננו באופן ספציפי כדי להשפיע על גנים אלה."
גישה חדשנית
פנצ'ר עבד עם ברוס קינגהאם, מנהל מרכז הרצף והגנוטיפ של UD במכון הביוטכנולוגי של דלאוור, ושון פולסון, מנהל הליבה המדעית לביואינפורמטיקה במרכז ביואינפורמטיקה וביולוגיה חישובית ודלאוור, כמו גם בפרופסור מחקר המחלקה למדעי המחשב והמידע במכללה להנדסה.
"מתקני הליבה שלנו מספקים גישה לטכנולוגיות ולמומחיות מתקדמות לרצף RNA וביואינפורמטיקה המאפשרת לחוקרי UD לבצע מחקר מסוג זה", אמר פולסון. "בפרויקט זה, כשנתחנו את הנתונים, זה בבירור מאוד הצביע אותנו על גנים ונתיבים הקשורים להשמנה שהשתנו בין מע"מ לשבת."
משמאל לימין, שון פולסון, מנהל גרעין מדעי הנתונים הביואינפורמטיים במרכז UD של ביואינפורמטיקה וביולוגיה חישובית ודלאוור אינברה, ופרופסור מחקר במחלקה למדעי המחשב והמידע של המכללה להנדסה; איברה פנצ'ר, עוזר פרופסור לקינסיולוגיה ופיזיולוגיה יישומית; מארק שו, עמיתת מחקר במרכז הרצף והגנוטיפ של UD במכון הביוטכנולוגיה של דלאוור, שיתף פעולה במחקר זה.
מאלק אלרדי, סטודנט לשנה שלישית שלמד ביולוגיה וגנטיקה מולקולרית, מילא תפקיד מפתח בארגון הגנים למסלולים כדי להבין טוב יותר את חשיבותם הביולוגית.
"לפני שהתחלתי את המחקר הזה, חשבתי ששומן זהה בגוף, אבל כשראיתי את רצף ה- RNA וחקרתי את הגנים והנתיבים השונים, הבנתי ש- VAT מושפע מהשמנת יתר הרבה יותר מאשר SAT," אמר אלדי. "הגישה שלנו מראה עד כמה מחוברים לתהליכים אלה ומדוע מיקוד למסלולים ספציפיים עשוי לעשות את ההבדל בטיפול בהשמנת יתר."
שיטות סטטיסטיות מחמירות אישרו גם ממצאי מפתח לגבי מחסני שומן, כולל שינויים במטבוליזם ודלקת.
"זה גורם לנו להרגיש ממש טוב עם הגנים שזיהינו," אמר פנצ'ר. "זה מדגיש את החידוש של הממצאים שלנו."
הצעדים הבאים
פנצ'ר מתכנן כעת ללמוד ביטוי גנים ברקמת שומן אנושית. בשיתוף עם ד"ר קייטלין הלברט, מנהל ניתוחים בריאטריים בכריסטיאן, פנצ'ר שואף לקבוע אם ממצאים קודמים חלים על דגימות אנושיות.
הוא גם ציין את הפוטנציאל להבדלי מין.
"השמנת יתר משפיעה על המינים בצורה שונה מאוד, כך שלא אתפלא אם היינו מוצאים הבדלי מין", אמר פנצ'ר. "הכרה בהבדלים אלה היא קריטית להתאמה של התערבויות מותאמות אישית וממוקדות יותר."
