Chociaż osoby otyłe są bardziej narażone na cukrzycę, nadciśnienie czy wysoki poziom cholesterolu, nie u wszystkich rozwijają się tego rodzaju choroby metaboliczne. Około jedna czwarta otyłych osób pozostaje zdrowa, co skłania naukowców do poszukiwania odpowiedzi na pytanie, dlaczego niektóre osoby otyłe zachowują zdrowie metaboliczne, a inne nie.
Kompleksowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Zurychu i Lipska dostarcza istotnych podstaw do zrozumienia tego zjawiska. Badacze opracowali szczegółowy atlas danych obejmujący zdrowe i chore osoby z nadwagą, analizując ich tkankę tłuszczową oraz aktywność genetyczną komórek w tej tkance. „Nasze wyniki mogą pomóc w identyfikacji markerów komórkowych informujących o ryzyku rozwoju chorób metabolicznych” – wyjaśnia Adhideb Ghosh, badacz z grupy profesora ETH Christiana Wolfruma i jeden z dwóch głównych autorów badania. „Zebrane dane mają również ogromne znaczenie dla badań podstawowych i mogą przyczynić się do opracowania nowych terapii chorób metabolicznych.”
Analiza obszernej biobanki
Do tego badania Ghosh i jego współpracownicy wykorzystali biobank otyłości w Lipsku – dużą kolekcję próbek pobranych od osób otyłych. Biobank został stworzony przez naukowców z Uniwersytetu w Lipsku i zawiera próbki tkanki tłuszczowej pobrane od pacjentów poddawanych planowym zabiegom chirurgicznym, którzy zgodzili się na przekazanie próbek do celów badawczych. Kolekcja obejmuje również szczegółowe informacje medyczne dotyczące zdrowia pacjentów.
Ponieważ próbki pobrano od osób otyłych zarówno z chorobami metabolicznymi, jak i bez nich, umożliwiają one porównanie tych dwóch grup. W próbkach od 70 ochotników naukowcy z ETH Zurich przeanalizowali, które geny były aktywne i w jakim stopniu w dwóch rodzajach tkanki tłuszczowej: podskórnej i trzewnej.
Eksperci uważają, że tłuszcz trzewny, znajdujący się głęboko w jamie brzusznej i otaczający narządy wewnętrzne, odgrywa kluczową rolę w rozwoju chorób metabolicznych. Natomiast tłuszcz podskórny, położony tuż pod skórą, uznaje się za mniej problematyczny.
Zmiany funkcjonalne w tkance tłuszczowej
Badacze wykazali, że w tkance tłuszczowej trzewnej osób z chorobami metabolicznymi zachodzą istotne zmiany funkcjonalne, obejmujące niemal wszystkie typy komórek. Analizy genetyczne wykazały, że adipocyty (komórki tłuszczowe) u osób chorych tracą zdolność do efektywnego spalania tłuszczów i zamiast tego produkują większe ilości cząsteczek sygnałowych układu odpornościowego. „Te substancje wywołują odpowiedź immunologiczną w tłuszczu trzewnym osób otyłych” – tłumaczy Isabel Reinisch, badaczka w grupie Wolfruma i druga główna autorka badania. „Możliwe, że to właśnie ta reakcja sprzyja rozwojowi chorób metabolicznych.”
Naukowcy odkryli także istotne różnice w liczbie i funkcji komórek mezotelialnych – w zdrowej otyłości ich udział w tłuszczu trzewnym jest znacznie większy, a same komórki wykazują większą plastyczność funkcjonalną. W szczególności mogą one przechodzić w tryb podobny do komórek macierzystych i przekształcać się w różne typy komórek, w tym adipocyty. „Zdolność do konwersji do komórek macierzystych kojarzona jest głównie z procesami nowotworowymi” – zauważa Reinisch. „Było więc dla nas zaskoczeniem odkrycie tej cechy w tkance tłuszczowej. Podejrzewamy, że elastyczne komórki na granicy tkanki tłuszczowej u zdrowych osób otyłych ułatwiają jej równomierne rozszerzanie.”
Różnice między płciami i poszukiwanie biomarkerów
Naukowcy znaleźli również różnice między kobietami i mężczyznami – pewien typ komórek progenitorowych występował wyłącznie w trzewnym tłuszczu kobiet. „To może tłumaczyć różnice w rozwoju chorób metabolicznych między płciami” – komentuje Reinisch.
Atlas aktywności genów w tkance tłuszczowej osób z nadwagą opisuje skład typów komórek oraz ich funkcje. „Nie możemy jednak jednoznacznie stwierdzić, czy te różnice są przyczyną zdrowej lub chorej otyłości, czy też same choroby metaboliczne powodują te zmiany” – mówi Ghosh. Badacze traktują swoją pracę jako fundament dla dalszych badań i udostępnili dane w publicznej aplikacji internetowej, aby umożliwić innym naukowcom ich wykorzystanie.
Szczególne znaczenie atlasu polega na możliwości identyfikacji nowych markerów informujących o ryzyku rozwoju chorób metabolicznych. Obecnie naukowcy z ETH poszukują właśnie takich biomarkerów, które mogłyby pomóc w optymalizacji leczenia. Przykładem jest nowa klasa leków hamujących apetyt i wspomagających wydzielanie insuliny w trzustce – jednak dostęp do tych leków jest ograniczony. „Biomarkery uzyskane z naszych danych mogą pomóc w identyfikacji pacjentów, którzy najbardziej potrzebują tego rodzaju terapii” – podsumowuje Reinisch.
Źródło: ETH Zurich
Reinisch I, Ghosh A, Noé F, Sun W, Dong H, Leary P, Dietrich A, Hoffmann A, Blüher M, Wolfrum C: Unveiling adipose populations linked to metabolic health in obesity. Cell Metabolism 2025, 37: 1, doi: 10.1016/j.cmet.2024.11.006 [https://doi.org/10.1016/j.cmet.2024.11.006]
