Wpływ zapalenia tkanki tłuszczowej na cukrzycę związaną z otyłością
Z badań wynika, że cukrzyca typu 2 ma związek z otyłością i brakiem aktywności fizycznej, jednak wpływ stylu życia i diety jest łagodzony przez czynniki genetyczne, dzięki którym nie wszystkie osoby otyłe zapadają na tę chorobę lub choroby współistniejące, takie jak niewydolność narządów. Zmiany w epigenomie związane ze stanem zapalnym tkanki tłuszczowej, która odpowiada za magazynowanie energii w komórkach tłuszczowych, mogą pomóc wyjaśnić, dlaczego tylko niektóre osoby otyłe zapadają na cukrzycę. „Uważamy, że część reakcji [organizmu] na nadmiar energii pochodzącej z tak zwanego śmieciowego jedzenia jest zapisana w epigenomie komórek tłuszczowych”, twierdzi koordynator projektu EpiFAT(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Nicolas Venteclef, dyrektor ds. badań we francuskim Narodowym Instytucie Zdrowia i Badań Medycznych (Inserm)(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w Paryżu. Projekt ten został sfinansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych(odnośnik otworzy się w nowym oknie). „Poza genomem istnieje epigenom, który reaguje na czynniki środowiskowe. Ponieważ epigenom jest wrażliwy na nadmiar energii wynikający z przejadania się, tkanka tłuszczowa reaguje w »niezdrowy« sposób, sprzyjając rozwojowi cukrzycy typu 2 lub chorób współistniejących”, wyjaśnia badacz.
Związek z zapaleniem tkanki tłuszczowej
„Istnieją dwa rodzaje otyłości: to, co nazywamy »zdrową« otyłością, charakteryzującą się niskim odczynem zapalnym tkanki tłuszczowej, oraz zgoła inny rodzaj otyłości, który wiąże się z bardzo wysokim odczynem zapalnym i problemami ogólnoustrojowymi”, wyjaśnia Venteclef. „W przypadku toczącego się rozległego stanu zapalnego w tkance tłuszczowej organizm nie jest w stanie prawidłowo regulować glikemii. Ponieważ główną funkcją tkanki tłuszczowej jest magazynowanie lipidów i glukozy, prowadzi to do wzrostu stężenia glukozy we krwi”, zauważa. „Wyraźnie wykazaliśmy, że w przypadku cukrzycy typu 2, która idzie w parze z otyłością trzewną i stanem zapalnym tkanki tłuszczowej, dotknięci nią pacjenci są podatni na określone powikłania, w szczególności stłuszczenie wątroby i zdarzenia sercowo-naczyniowe”.
Modyfikatory epigenetyczne
Niektóre mechanizmy epigenomu mogą potencjalnie regulować takie procesy zapalne, a także aktywować komórki układu odpornościowego w tkance tłuszczowej. Jednym z przełomów dokonanych w ramach projektu było zidentyfikowanie dwóch modyfikatorów epigenetycznych, które biorą udział w kontrolowaniu stanu zapalnego tkanki tłuszczowej i mogą pomóc uniknąć gromadzenia się tłuszczu w niektórych częściach ciała. W ciągu pierwszych trzech lat trwania tego sześcioletniego projektu zespół zajmował się mapowaniem epigenomu u gryzoni i analizą wpływu stanu zapalnego tkanki tłuszczowej na zdrowie tych zwierząt. Na tej podstawie wykazał, że modyfikatory te miały wpływ na zwiększenie rozmiaru i liczby komórek tłuszczowych. „Nieoczekiwanie zdaliśmy sobie sprawę, że jeden z modyfikatorów epigenetycznych miał bardzo specyficzną funkcję, jaką było zapobieganie gromadzeniu się tłuszczu trzewnego (brzusznego). Zamiast tego tłuszcz był gromadzony w podskórnej tkance tłuszczowej. Ten mechanizm częściowo chroni przed chorobami, ponieważ wiemy, że w przypadku cukrzycy tłuszcz podskórny nie ma tak chorobotwórczego charakteru, jak tłuszcz trzewny”, wyjaśnia Venteclef. „Mimo że nie rozumiemy, jak to działa, ważna jest świadomość istnienia takiego mechanizmu, ponieważ jeśli obierzemy ten modyfikator za cel terapii, możemy przynajmniej zmienić sposób gromadzenia się tłuszczu”, podkreśla uczony, dodając, że prace te będą kontynuowane w ramach kolejnego projektu – INTERCEPT-T2D.
Korzyści z badań dla ludzi
Druga połowa projektu EpiFAT była poświęcona przełożeniu wyników badań przeprowadzonych na gryzoniach na praktyczne zastosowania dla ludzi. W tym celu wykorzystano próbki tkanki tłuszczowej pobrane metodą biopsji od tysięcy pacjentów z cukrzycą typu 2. Co więcej, zespół opracował nowe metody analizy ludzkiej tkanki tłuszczowej, takie jak cytometria przepływowa(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i analiza transkryptomu(odnośnik otworzy się w nowym oknie), w celu scharakteryzowania ogólnoustrojowej i tkankowej odpowiedzi immunologicznej. Jak dodaje uczony, wczesna identyfikacja pacjentów z cukrzycą, u których stwierdzono wysokie parametry stanu zapalnego, jest ważna, gdyż umożliwia przepisanie leków przeciwzapalnych, a co za tym idzie zapobieżenie powikłaniom i lepszą kontrolę choroby. Nie bez znaczenia jest również metabolizm i układ odpornościowy danej osoby. „Rozumiemy, dlaczego niektóre osoby są bardziej wrażliwe na nadmierną podaż energii lub dietę wysokokaloryczną – to dlatego, że mogą mieć w tkance tłuszczowej wytrenowane komórki odpornościowe, które są wrażliwe na metabolizm energetyczny”, zaznacza Venteclef. „Zdaliśmy sobie sprawę, szczególnie w przypadku tkanki tłuszczowej, że komórki układu odpornościowego muszą być odpowiednio przygotowane do radzenia sobie z tłuszczem, w przeciwnym razie ich reakcja jest nadmierna, co wpływa na funkcjonowanie tkanki tłuszczowej”.
