Rasvasolut voivat säilyttää "muistin" lihavuudesta laihdutuksen jälkeenkin.

Lihavuuden aiheuttamilla epigeneettisillä muutoksilla voi olla pitkäaikaisia vaikutuksia, jotka muuttavat geeniaktiivisuutta ja rasvasolujen toimintaa jopa painonpudotuksen jälkeen.

Nature-lehdessä julkaistussa tuoreessa tutkimuksessa tiedemiesryhmä tarkasteli, miten rasvakudos, erityisesti rasvasolut, säilyttää transkriptionaaliset muutokset merkittävän painonpudotuksen jälkeenkin, mikä voi johtaa alttiuteen painon uudelleennousulle.

Käyttämällä edistyneitä ribonukleiinihappojen (RNA) sekvensointitekniikoita tutkijat tutkivat näitä pysyviä solu- ja geneettisiä muutoksia ymmärtääkseen paremmin lihavuuden pitkäaikaisia vaikutuksia aineenvaihdunnan terveyteen.

Lihavuus aiheuttaa vakavia terveysriskejä ja johtaa lähes väistämättä insuliinin säätelyyn liittyviin aineenvaihduntasairauksiin ja sydän- ja verisuonitauteihin. Tehokas painonpudotus, olipa kyseessä sitten ruokavalio, elämäntapamuutokset, lääkitys, leikkaus tai näiden yhdistelmä, on ratkaisevan tärkeää lihavuuden hallinnassa. Yksi lihavuuden hoidon suurimmista haasteista on kuitenkin edelleen "jojo"-ilmiö, jossa ihmiset lihovat takaisin alun perin laihtuneen painon jälkeen.

Tutkimukset viittaavat siihen, että tämä painonnousu voi olla seurausta eräänlaisesta pysyvästä metabolisesta muistista, joka säilyy myös painonpudotuksen jälkeen ja ilmenee useissa kudoksissa, kuten rasvakudoksessa, maksassa ja immuunisoluissa. Epigeneettiset mekanismit, jotka vaikuttavat geenien ilmentymiseen muuttamatta DNA-sekvenssiä, voivat olla avainasemassa näiden vaikutusten ylläpitämisessä.

Viimeaikaisista edistysaskeleista huolimatta lihavuusmuiston taustalla olevat tarkat solumekanismit ja niiden vaikutus pitkäaikaiseen painonhallintaan ovat edelleen epäselviä. Siksi tässä tutkimuksessa analysoitiin lihavuuteen liittyvien muutosten pysyvyyttä rasvakudoksessa sekä ihmisillä että hiirillä.

He keräsivät ihonalaisen rasvan ja vatsaontelon rasvan (erityinen rasvatyyppi vatsaontelossa) biopsioita lihavilta ihmisiltä ennen lihavuusleikkauksesta johtuvaa painonpudotusta ja kaksi vuotta sen jälkeen. Luotettavien vertailujen varmistamiseksi he ottivat mukaan myös samojen kudosten biopsioita normaalipainoisilta ihmisiltä. Nämä näytteet käsiteltiin käyttämällä yksitumaista RNA-sekvensointia (snRNA-seq), jolla saatiin talteen geenien ilmentymismallit tuhansissa soluissa ja analysoitiin lihavuuteen liittyviä muutoksia.

Hiirikokeissa tutkijat käyttivät hiirimalleja, joissa oli rasvakudokselle spesifisiä markkereita, jotka mahdollistivat transkriptionaalisten ja epigenomisten muutosten tarkan profiloinnin. Hiiret jaettiin ryhmiin runsasrasvaiselle ruokavaliolle altistumisen ja sitä seuranneen painonpudotuksen perusteella. Rasvakudosnäytteet kerättiin, ja kun tumat oli eristetty soluista, suoritettiin snRNA-sekvensointi tumiin jääneiden geneettisten muutosten tunnistamiseksi.

Tutkijat käyttivät myös ATAC-seq-menetelmää (transposaasien avulla saavutettavan kromatiinin analyysi sekvensoinnilla) arvioidakseen kromatiinin saavutettavuutta adiposyyteissä ja tunnistaakseen epigeneettisiä merkkejä. Lisäksi suoritettiin histonimuokkausanalyysi geenien ilmentymisen säätelyn muutosten määrittämiseksi erityyppisissä rasvakudossoluissa.

Tulokset osoittivat, että sekä ihmisten että hiirten rasvakudoksessa säilyy merkittäviä transkriptionaalisia ja epigeneettisiä muutoksia merkittävän painonpudotuksen jälkeen. Ihmisen rasvakudosnäytteet, jotka oli kerätty ennen lihavuusleikkausta ja kaksi vuotta sen jälkeen, osoittivat pysyviä muutoksia geenien ilmentymisprofiileissa, erityisesti adiposyyteissä. Näihin muutoksiin kuuluivat aineenvaihduntaprosesseihin, tulehdukseen ja solusignalointiin liittyvien geenien aktiivisuus.

Hiirten epigeneettinen profilointi osoitti, että rasvasoluissa säilyi myös markkereita, jotka viittasivat aiempaan altistumiseen lihavuudelle. Nämä markkerit säilyivät myös painonpudotuksen jälkeen, mikä viittaa epigeneettisen "muistin" kehittymiseen, joka vaikuttaa soluvasteisiin.

Tutkijat havaitsivat, että histonimuokkaukset, jotka ovat keskeisiä geeniaktiivisuuden epigeneettisiä säätelijöitä, säilyivät aiemmin lihavilla hiirillä. Tämä epigeneettinen muisti teki soluista alttiimpia painonnousulle uudelleen, kun ne altistettiin uudelleen runsasrasvaiselle ruokavaliolle, mikä johti nopeampaan painonnousuun verrattuna hiiriin, joilla ei ollut aiemmin lihavuutta.

Lisäksi tutkimuksessa havaittiin, että nämä muutokset tapahtuivat pääasiassa rasvasoluissa, mutta niitä havaittiin myös muuntyyppisissä rasvasoluissa, mikä viittaa laajaan kudosvaikutukseen. Nämä löydökset korostavat pysyvien epigeneettisten merkkien roolia lihavuudessa ja osoittavat, miten ne voivat edistää painon palautumista jopa onnistuneen intervention jälkeen.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tulokset osoittivat, että lihavuuden aiheuttamat solu- ja epigeneettiset muutokset voivat altistaa yksilöitä painonnousulle rasvasoluihin varastoituneen muistin ansiosta. Näiden pysyvien muutosten ymmärtäminen voi auttaa kehittämään tulevia hoitoja, joilla pyritään poistamaan lihavuuden solumuisti. Tämän muistin häiritseminen voi parantaa painonpudotustoimenpiteiden pitkän aikavälin onnistumista ja parantaa lihavien ihmisten aineenvaihduntaa.