Af Morten Busch
Antallet af overvægtige eksploderer i disse år i noget, der kan minde om en epidemi. Ved at måle på små kemiske ændringer af overfladen på menneskers DNA, kan forskere på sigt forudsige, om personer har risiko for metabolisk sygdom.
At man kan blive syg af sin livsstil ved de fleste af os efterhånden godt. Alligevel bliver stadig flere af os ramt af overvægt og følgesygdomme som Type 2 diabetes. Forskere kan nu måle, at livsstilsændringer har en direkte indvirkning på vores gener og dermed på vores stofskifte.
”Vores forskning viser, at overspisning selv på kort sigt kan føre til små kemiske ændringer af DNA, såkaldte epigenetiske modifikationer, der regulerer, hvordan generne kommer til udtryk,” forklarer ph.d. Linn Gillberg der sammen med ph.d. Rasmus Ribel-Madsen er medforfatter på det nye studium.
Begge er fra Medicinsk Endokrinologisk Afdeling på Rigshospitalet og The Danish Diabetes Academy og har netop offentliggjort resultater i tidsskriftet Clinical Epigenetics, der viser en sammenhæng mellem det såkaldte body mass index (BMI) og epigenetiske modifikationer. 137 slægtninge af Type 2 diabetes-patienter deltog i undersøgelsen, hvor der fra deltagerne blev taget både blodprøver, fedt- og muskelbiopsier.
FEDME OG DIABETES KAN AFSLØRES VIA BLODPRØVE
Forskerne var specielt interesserede i, hvor mange metylgrupper, der var i en helt bestemt del af genmaterialet, det såkaldte HIF3A (Hypoxia Inducible Factor 3 Alpha Subunit) gen, samt om metyleringsgraden havde en betydning for, i hvilken grad dette gen kom til udtryk.
”Vi ved fra tidligere studier, at hvis mus mangler netop dette gen i fedtvævet, tager de ikke så nemt på i vægt og er heller ikke resistente overfor insulin, som fx Type 2 diabetikere er. Baseret på data fra de tidligere studier ville vi undersøge, om metylering og genudtryk af HIF3A i blod, fedt- og muskelvæv kan have betydning for, om vi bliver overvægtige og Type 2 diabetikere,” fortæller Linn Gillberg.
Normalt er DNA-metyleringen af et givet gen forskellig fra væv til væv, og HIF3A har på det seneste vakt flere forskningsgruppers interesse, da dets epigenetiske forandringer både i blod og fedtvæv afspejler personens BMI. Forskerne fandt udover denne sammenhæng en sammenhæng mellem udtrykket af HIF3A i fedtvævet og insulinfølsomheden hos deltagerne.
”Fedtvævet er centralt i reguleringen af blodsukkeret, og med HIF3A er der fundet et gen, hvor blodlegemerne afspejler fedtvævets epigenetiske ændringer direkte. Det åbner muligheden for, at den praktiserende læge kan nøjes med at tage en blodprøve for at undersøge epigenetiske markører. På den måde vil epigenetiske analyser på sigt kunne bruges klinisk til risikovurdering,” forklarer Rasmus Ribel-Madsen.
NYT LYS PÅ ARV OG MILJØ
Med epigenetikken forener forskningen på sin vis diskussionen om ”arv og miljø”, for meget tyder på, at de epigenetiske signaler som fx metylering af DNA både afhænger af vores arvemateriale, men også påvirkes af miljø, kost og livsstil. Gener som HIF3A er særlig biologisk interessante, fordi de aktiveres, når cellerne – som det er tilfældet inde midt i de forstørrede fedtceller i fedtvæv fra individer med fedme – iltes mindre end normalt.
”Vores forskningsgruppe har for nylig publiceret et studium af fedtstamceller, som viste, at epigenetiske ændringer kan være opstået allerede ved miljøpåvirkninger i forstertilværelsen, og at disse i det voksne individ stadig har betydning for cellernes evne til at udvikle sig til fedtceller, som er i stand til at lagre fedt hensigtsmæssigt, når der er behov for det. Det kan være en del af forklaringen på, at nogle mennesker kan leve sundt med store fedtdepoter, mens andre er i risiko for metabolisk sygdom,” fortsætter Rasmus Ribel-Madsen.
Det nye studium af HIF3A giver dog ikke svaret på, hvordan årsagssammenhængen er mellem fedme, metylgrupper, genekspression og insulinfølsomhed. Foran venter derfor en række studier, hvor forskerne kan koble eksperimenter med særlig kost og motion direkte til ændringer af metyleringsgrad og genekspression.
”Vores interventionsstudier er ret unikke, fordi vi kan kombinere vævsbiopsier- og blodprøver med detaljerede undersøgelser af, hvordan sukker og fedt omsættes i den menneskelige krop. Derfor kan vi skabe ny viden indenfor netop dette felt og dermed være med til at bekæmpe fedme- og Type 2 diabetes-epidemien,” slutter Rasmus Ribel-Madsen.
Artiklen “DNA methylation and gene expression of HIF3A: cross-tissue validation and associations with BMI and insulin resistance” er udgivet i Clinical Epigenetics i sept. 2016
Medicinsk Endokrinologisk Afdeling på Rigshospitalet har i 2011-2015 modtaget projektstøtte fra Novo Nordisk Fonden til forskning i epigenetiske mekanismer
