Rasvarakud võivad säilitada rasvumise "mälu" isegi pärast kaalulangust

Rasvumisest tingitud epigeneetilistel muutustel võib olla pikaajaline mõju, muutes geenide aktiivsust ja rasvarakkude funktsiooni isegi pärast kaalulangust.

Hiljutises ajakirjas Nature avaldatud uuringus uuris teadlaste meeskond, kuidas rasvkude, täpsemalt rasvarakud, säilitavad transkriptsioonilised muutused isegi pärast märkimisväärset kaalulangust, mis võib potentsiaalselt viia eelsoodumuse tekkeni kaalu taastõusuks.

Kasutades täiustatud ribonukleiinhappe (RNA) sekveneerimise tehnikaid, uurisid teadlased neid püsivaid rakulisi ja geneetilisi muutusi, et paremini mõista rasvumise pikaajalist mõju ainevahetuslikule tervisele.

Rasvumine kujutab endast tõsiseid terviseriske ja viib peaaegu paratamatult insuliiniregulatsiooniga seotud ainevahetushaiguste ja südame-veresoonkonna haigusteni. Tõhus kaalulangus, olgu see siis dieedi, elustiili muutuste, ravimite, operatsiooni või nende kombinatsiooni abil, on rasvumise ravis kriitilise tähtsusega. Üks peamisi väljakutseid rasvumise ravis on aga endiselt „jo-jo“ fenomen, mille puhul inimesed võtavad pärast esialgset kaalulangust uuesti juurde.

Uuringud näitavad, et see kaalutõus võib olla püsiva metaboolse mälu tulemus, mis püsib ka pärast kaalulangust ja avaldub erinevates kudedes, näiteks rasvkoes, maksas ja immuunrakkudes. Epigeneetilised mehhanismid, mis mõjutavad geenide ekspressiooni ilma DNA järjestust muutmata, võivad nende efektide säilitamisel võtmerolli mängida.

Vaatamata hiljutistele edusammudele on selle rasvumismälu aluseks olevad täpsed rakulised mehhanismid ja selle mõju pikaajalisele kaalujälgimisele endiselt ebaselged. Seetõttu analüüsisid teadlased käesolevas uuringus rasvumisega seotud muutuste püsivust nii inimeste kui ka hiirte rasvkoes.

Nad kogusid rasvunud inimestelt enne ja kaks aastat pärast bariaatrilise kirurgia tõttu toimunud kaalulangust nahaaluse rasva ja saprasoole (spetsiaalne rasv kõhuõõnes) biopsiaid. Usaldusväärsete võrdluste tagamiseks kaasasid nad ka normaalse kaaluga inimeste samade kudede biopsiaid. Neid proove töödeldi ühetuumalise RNA sekveneerimise (snRNA-seq) abil, et jäädvustada geeniekspressiooni mustreid tuhandetes rakkudes ja analüüsida rasvumisega seotud muutusi.

Hiirte katseteks kasutasid teadlased hiiremudeleid, millel olid rasvkoele spetsiifilised markerid, mis võimaldasid transkriptsiooniliste ja epigenoomiliste muutuste täpset profiilimist. Hiired jagati rühmadesse vastavalt kõrge rasvasisaldusega dieedile ja sellele järgnenud kaalulangusele. Koguti rasvkoe proovid ja pärast tuumade eraldamist rakkudest viidi läbi snRNA sekveneerimine, et tuvastada tuumades säilinud geneetilisi muutusi.

Teadlased kasutasid kromatiini ligipääsetavuse hindamiseks adipotsüütides ja epigeneetiliste märkide tuvastamiseks ka ATAC-seq-i (transposaasidele ligipääsetava kromatiini analüüs koos sekveneerimisega). Lisaks viidi läbi histooni modifikatsioonianalüüs, et teha kindlaks muutused geeniekspressiooni regulatsioonis erinevat tüüpi rasvkoe rakkudes.

Tulemused näitasid, et nii inimeste kui ka hiirte rasvkoes säilivad pärast märkimisväärset kaalulangust olulised transkriptsioonilised ja epigeneetilised muutused. Enne ja kaks aastat pärast bariaatrilist operatsiooni kogutud inimese rasvkoe proovides ilmnesid püsivad muutused geenide ekspressiooniprofiilides, eriti adipotsüütides. Nende muutuste hulka kuulusid ainevahetusprotsesside, põletiku ja rakkude signaaliülekandega seotud geenide aktiivsus.

Hiirte epigeneetiline profileerimine näitas, et adipotsüütides säilisid ka markerid, mis viitasid varasemale kokkupuutele rasvumisega. Need markerid püsisid ka pärast kaalulangust, mis viitab epigeneetilise "mälu" tekkele, mis mõjutab rakulisi reaktsioone.

Teadlased märkasid, et histooni modifikatsioonid, mis on geenide aktiivsuse peamised epigeneetilised regulaatorid, säilisid ka varem rasvunud hiirtel. See epigeneetiline mälu muutis rakud vastuvõtlikumaks kaalu taastamisele, kui nad uuesti kõrge rasvasisaldusega dieedile sattusid, mis viis kiirema kaalu taastamiseni võrreldes hiirtega, kellel varem rasvumist ei olnud.

Lisaks leiti uuringus, et need muutused esinesid peamiselt adipotsüütides, kuid neid täheldati ka teist tüüpi rasvarakkudes, mis viitab laialdasele koeefektile. Need leiud rõhutavad püsivate epigeneetiliste märkide rolli rasvumises ja näitavad, kuidas need võivad aidata kaasa kaalu taastamisele isegi pärast edukat sekkumist.

Kokkuvõttes näitasid tulemused, et rasvumise põhjustatud rakulised ja epigeneetilised muutused võivad soodustada kaalu taastõusu tänu rasvarakkudesse talletatud mälule. Nende püsivate muutuste mõistmine võib aidata välja töötada tulevasi ravimeetodeid, mille eesmärk on kõrvaldada rasvumise rakuline mälu. Selle mälu häirimine võib parandada kaalulangetusravi pikaajalist edu ja parandada rasvunud inimeste ainevahetust.