Selon le CDC, 40% des Américains sont obèses, ce qui représente un risque accru de l'hypertension artérielle, du diabète, des accidents vasculaires cérébraux, des maladies cardiaques et de certains cancers. De nouvelles recherches de l'Université du Delaware visent à résoudre le problème en étudiant l'obésité au niveau des gènes.
L'enquêteur principal Ibra Fancher, professeur adjoint de kinésiologie et de physiologie appliquée au Collège des sciences de la santé de l'UD, a découvert des différences significatives dans l'expression des gènes dans le tissu adipeux, plus communément appelé graisse. Autrefois considéré comme le stockage des graisses, le tissu adipeux est désormais reconnu comme un organe endocrinien vital. Le dysfonctionnement dans le tissu est lié à des maladies cardiovasculaires et métaboliques importantes.
Dans l'étude publiée dans Génomique physiologiqueFancher et ses collègues ont examiné l'impact du régime alimentaire sur l'expression des gènes dans le tissu adipeux à l'aide d'un modèle animal. Un groupe a consommé un régime semblable à un régime occidental riche en gras riches en gras et en caloric, tandis que l'autre a mangé un chow standard pendant plus d'un an.
Nous nous attendions à voir des changements solides dans les graisses, et en effet, les dépôts adipeux dans le groupe riche en graisses étaient très différents, montrant des changements significatifs liés à une mauvaise alimentation et à l'obésité. «
Ibra Fancher, professeur adjoint de kinésiologie et de physiologie appliquée, UD's College of Health Sciences
Conclusions clés
L'étude, financée par une subvention fédérale des National Institutes of Health au Centre de recherche biomédicale de l'UD (COBRE) en santé cardiovasculaire, a constaté que plus de 300 gènes ont été exprimés différentiellement dans le tissu adipeux sous-cutané (SAT), une forme de graisse moins dangereuse. En comparaison, près de 700 gènes ont été exprimés différentiellement dans le tissu adipeux viscéral (TVA). La graisse viscérale, ou la graisse autour des organes vitaux, soulève le risque d'une personne de problèmes de santé importants.
« La comparaison de la TVA à SAT est frappante. L'expansion de la graisse viscérale, ainsi que son rôle inflammatoire dans l'obésité et les maladies métaboliques, est particulièrement grave », a déclaré Fancher. « Cette étude met en évidence l'impact de l'obésité, qui résulte souvent d'une mauvaise alimentation et d'un mode de vie sédentaire, sur des tissus adipeux spécifiques, ce qui est très probablement un facteur majeur affectant la santé. Cela fait du tissu affecté une bonne cible pour les interventions pour protéger d'autres systèmes. «
Parmi les milliers de gènes analysés, les recherches de Fancher ont identifié quatre gènes liés au métabolisme, à la manipulation du calcium et à l'inflammation qui justifient une enquête plus approfondie.
« Nous cherchons déjà à voir si ces gènes sont utiles pour améliorer la fonction du tissu adipeux dans l'obésité », a déclaré Fancher. « Ils pourraient potentiellement être ciblés avec des médicaments existants ou engendrer de nouveaux traitements spécialement conçus pour influencer ces gènes. »
Une approche innovante
Fancher worked with Bruce Kingham, director of UD's Sequencing and Genotyping Center at the Delaware Biotechnology Institute, and Shawn Polson, director of the Bioinformatics Data Science Core at UD's Center for Bioinformatics and Computational Biology and Delaware INBRE, as well as a research professor in the Département des sciences informatiques et de l'information au College of Engineering.
« Nos installations principales donnent accès aux technologies avancées et à l'expertise pour le séquençage d'ARN et la bioinformatique qui permettent aux chercheurs de UD de faire ce type de recherche », a déclaré Polson. « Dans ce projet, lorsque nous avons analysé les données, il nous a très clairement indiqué des gènes et des voies liés à l'obésité qui variaient entre la TVA et la SAT. »
De gauche à droite, Shawn Polson, directeur du noyau de la science des données bioinformatiques au Center for Bioinformatics and Computational Biology's Biology de l'UD et du Delaware InBRE, et professeur de recherche au Département des sciences informatiques et de l'information du College of Engineering; Ibra Fancher, professeur adjoint de kinésiologie et de physiologie appliquée; Mark Shaw, associé de recherche au Centre de séquençage et de génotypage de l'UD au Delaware Biotechnology Institute, a collaboré à cette recherche.
Malak Alradi, un doctorant de troisième année étudiant la biologie moléculaire et la génétique, a joué un rôle clé dans l'organisation des gènes dans des voies pour mieux comprendre leur signification biologique.
« Avant de commencer cette recherche, je pensais que la graisse était la même dans le corps, mais quand j'ai vu le séquençage de l'ARN et étudié les différents gènes et voies, j'ai réalisé que la TVA est affectée par l'obésité bien plus que si elle a été assis », a déclaré Alradi. « Notre approche montre à quel point ces processus sont interconnectés et pourquoi le ciblage des voies spécifiques pourrait faire une différence dans le traitement de l'obésité. »
Des méthodes statistiques strictes ont également confirmé les principaux résultats sur les dépôts adipeux, y compris les changements de métabolisme et d'inflammation.
« Cela nous fait nous sentir vraiment bien dans les gènes que nous avons identifiés », a déclaré Fancher. « Il souligne la nouveauté de nos résultats. »
Étapes suivantes
Fancher prévoit désormais d'étudier l'expression des gènes dans le tissu adipeux humain. En collaboration avec le Dr Caitlin Halbert, directeur de la chirurgie bariatrique de Christianacare, Fancher vise à déterminer si les résultats précédents s'appliquent aux échantillons humains.
Il a également noté le potentiel de différences sexuelles.
« L'obésité influence les sexes très différemment, donc je ne serais pas surpris si nous trouvions les différences de sexe », a déclaré Fancher. « La reconnaissance de ces différences est cruciale pour adapter des interventions plus personnalisées et ciblées. »
