Mar’a Luisa Mansego, Marian Zulet, Javier Campi - n J, Ferm’n Milagro F, JosЋ Alfredo Mart’nez *

CIBER CB06/03 Fiziopatologia obezității și nutriției, (CIBEROBN), Instituto de Salud Carlos III, Madrid, Spania și Centrul de Cercetare în Nutriție și Departamentul de Științe Alimentare și Fiziologie a, Universitatea din Navarra. C/Irunlarrea 1, Pamplona, ​​Navarra 31008, Spania

pierderea

Primit 8 aprilie 2014 An. Real Acad. Fermă. Vol. 80, Nј 3 (2014), paginile 614-623

Folosind o abordare epigenetică, au fost analizate posibilele asocieri între nivelurile bazale în metilarea ADN și un răspuns mai bun la pierderea în greutate după un program de intervenție nutrițională în populația obeză din Statele Unite. Studiul RESMENA. Această cercetare a identificat 3 regiuni ADN (gene RGS6, A2BP1 și RASGRF1) care sunt metilate diferențial între subiecții cu răspuns ridicat și scăzut la pierderea în greutate. În plus, aceste gene sunt implicate în aceeași cale metabolică și au fost anterior asociate semnificativ cu obezitatea.

Cuvinte cheie: Metilare ADN; intervenție nutrițională; pierdere în greutate .

Studiu de asociere epigenomică în pierderea în greutate după o intervenție nutrițională: Studiul RESMENA

Prin abordarea anepigenomică, posibila asociere între nivelurile inițiale în metilarea ADN-ului și un răspuns mai bun la scăderea în greutate după un program de intervenție multidisciplinar au fost analizate la populația obeză din studiul RESMENA-S. Trei regiuni ADN care sunt metilate diferențial (RGS6, A2BP1 și RASGRF1 gene) au prezentat niveluri de metilare diferențiale la momentul inițial între respondenții mari și cei mici la intervenția multidisciplinară de slăbire. Mai mult, aceste gene au fost implicate în aceeași cale metabolică și au fost anterior asociate semnificativ cu obezitatea.

Cuvinte cheie: Metilare ADN; intervenție nutrițională; pierdere în greutate .

Principalele procese epigenetice care ar putea influența dezvoltarea obezității, datorită rolului său în reglarea expresiei genelor legate de aceasta, sunt metilarea ADN-ului în insulele CpG, modificări covalente în cozile histonice prin metilare, acetilare sau ubiquitinare și reglarea proteine ​​care mențin cromatina într-o stare activă (trithorax) sau silențioasă (policombe) (6). Unii autori includ, de asemenea, microARN-urile (miARN-uri) ca elemente de reglare epigenetică, fie pentru că controlează expresia unor gene de reglare epigenetice importante, cum ar fi histona acetilazele sau ADN metiltransferazele, precum și datorită controlului epigenetic al expresiei. .

Unele modificări metabolice asociate obezității, cum ar fi hiperglicemia și rezistența la insulină, precum și prezența unor factori promițători în dietă, precum acidul folic sau metionina, par să aibă o influență decisivă asupra proceselor epigenetice care afectează genele legate de obezitate ( 4). În plus, aceste mecanisme epigenetice sunt influențate de alți factori asociați în mod obișnuit cu obezitatea, inclusiv inflamația, prin acțiunea citokinelor pro-inflamatorii, cum ar fi TNFα și IL-6 (27), stresul oxidativ (9) și condițiile hipoxice care se dezvoltă la obezi. țesut adipos (26). Toate aceste modificări pot fi afectate de diverse fenomene de mediu, inclusiv de numeroși factori dietetici, și s-a sugerat că acestea ar putea fi transmise printr-un tip de moștenire epigenetică transgenerațională (20). În acest sens, un studiu preliminar (19) a legat obezitatea la șobolanii hrăniți cu o dietă bogată în grăsimi în timpul maturității cu o metilare mai mare a promotorului de leptină. De asemenea, s-a demonstrat că această dietă este capabilă să modifice metilarea unor gene atât de importante precum acidul gras sintaza (FAS) sau gena mitocondrială NDUFB6 (15) .

Prin urmare, obiectivul nostru a fost investigarea posibilelor modificări ale modelelor de metilare a ADN-ului în rândul persoanelor care au prezentat un răspuns ridicat sau scăzut la un program cuprinzător de slăbire la pacienții obezi.

2. material și metode

Studiați populația și proiectarea experimentală

Studiul reducerii sindromului metabolic în Navarra-Spania (RESMENA-S) este o strategie multidisciplinară bazată pe crononutriție și educație nutrițională, împreună cu controlul dietetic și psihologic, care a constat într-un studiu randomizat al proiectării paralele și prospective în care au participat în total 100 de persoane. (28). Grupul RESMENA-S (n = 50) a urmat o dietă personalizată de scădere în greutate (restricție energetică de 30%), cu o distribuție macronutrienților (carbohidrați/grăsimi/proteine) de 40/30/30, frecvență ridicată a ingerărilor (7/zi), indice/sarcină glicemic scăzut și capacitate antioxidantă ridicată și aderare la dieta mediteraneană (28). Grupul de control (n = 50) a urmat o dietă cu aceeași restricție energetică și bazată pe American Heart Association (AHA). Studiul a durat 8 săptămâni sub control dietetic și psihologic în ambele grupuri. Pe parcursul a 16 săptămâni suplimentare de auto-monitorizare, voluntarii au urmat același model dietetic, dar fără consiliere specifică.

Studiul nivelurilor de metilare a fost efectuat într-un sub-eșantion de 46 de subiecți obezi (50% bărbați). Acești participanți au fost selectați din eșantionul populației generale și au fost cei care au avut un răspuns mai bun sau mai rău la intervenția de slăbire. Au fost considerați ca „răspuns ridicat” (pierderea a peste 5% din greutatea inițială după 24 de săptămâni de intervenție; n = 26) și „răspuns scăzut” (cei care nu au obținut o pierdere din greutatea lor de 5%; n = 17 ), respectiv.

Toți subiecții și-au dat consimțământul în scris în scris (http://www.clinicaltrials.gov; NCT01087086), studiul a fost aprobat de Comitetul de etică al Universității din Navarra (065/2009) și a fost de acord cu Declarația n din Helsinki (revizuită) în Coreea de Sud în 2008).

Evaluări antropometrice și biochimice

Măsurătorile antropometrice (greutatea, înălțimea, talia și circumferința șoldului) au fost efectuate cu subiecții în lenjerie. Greutatea corporală a fost măsurată cu o precizie de 0,1 kg cu un Tanita SC-330, (Tanita Corp, Japonia). Înălțimea a fost estimată cu un contor de înălțime (model Seca 713, Postfach, Germania) cu o precizie de 1 mm. Indicele de masă corporală (IMC) a fost calculat ca greutate corporală împărțită la înălțimea pătrată (kg/m 2). Circumferințele de talie și șold au fost măsurate urmând protocoale validate (28). Grăsimea corporală totală a fost măsurată prin impedanța bioelectrică Tanita SC-330 (TanitaCorp, Japonia) și prin absorptiometria cu raze X cu energie duală (DXA) (Prodigy, versiunea software 6.0, Madison, WI) așa cum s-a descris anterior (28) .

Concentrațiile serice de glucoză, colesterol total, lipoproteină-colesterol de înaltă densitate (HDL-c) și trigliceride au fost măsurate într-un autoanalizator Pentra C-200 (HORIBA ABX, Madrid, Spania) cu seturile specifice. Concentrațiile de insulină au fost determinate folosind un kit de testare imunosorbant legat de enzime (Mercodia, Uppsala, Suedia) pe un autoanalizator Triturus (Grifols SA, Barcelona, ​​Spania).

Extracția ADN-ului

Probele de sânge venos au fost colectate la începutul studiului pentru a obține ADN. ADN-ul genetic a fost extras folosind trusa de purificare a ADN-ului. Maestrul Purefor Blood Versiunea II (Epicenter Biotechnologies, Madison, WI, SUA) și stocat la -80ЎC până la procesare.

Determinarea modelelor de metilare a ADN-ului

Profilul epigenetic al ADN-ului genetic a fost analizat la 48 de indivizi selectați din studiul RESMENA-S utilizând testul de metilare umană 450 BeadChip (Illumina, San Diego, CA) conținând mai mult de 485.000 de situri individuale CpG. Pe scurt, 500 ng de ADN genetic tratat cu bisulfit de sodiu (EZ DNA Methylation Kit; Epitect, Qiagen) a fost amplificat, marcat, hibridizat cu sonde metilate și nemetilate și microarray scanate pe platforma HiScanSQ de la Illumina, Inc. Analiza și determinarea imaginii a semnalului sondelor a fost efectuat utilizând software-ul Genome Studio, Methylation Module (Illumina, Inc).

Datele de metilare la un situs CpG specific au fost obținute din intensitățile semnalului pentru sonda metilată (M) și nemetilată (U) pentru ADN genetic în acea poziție. Astfel, nivelurile de metilare (β) au fost calculate ca proporție de metilare în raport cu semnalul total [adică, β = M/(M + U)], unde intervalul β oscilează de la 0 (nemetilat) la 1 (metilat).

Analiza căii metabolice a fost efectuată utilizând Analiza căii ingenioase (IPA; Ingenuity Systems, Inc., Redwood City, CA, SUA; http://www.ingenuity.com), incluzând date precise și trasabile manual derivate complet din surse bibliografice.

Analizele statistice au fost efectuate folosind pachetul statistic SPSS 15.0 (SPSS, Chicago, IL, SUA). Testele Kolmogorov-Smirnov și Shapiro-Wilks au fost utilizate pentru a determina normalitatea distribuției variabile.

Diferențele în parametrii clinici și antropometrici după intervenția dintre respondenții cu răspunsuri ridicate și scăzute la dietă au fost evaluate cu testul t Student sau cu testul U Mann Whitney. Graficul vulcanilor și diferența dintre diferitele site-uri CpGs au fost evaluate prin ANOVA unidirecțională (răspuns la efectul dietei ajustat în funcție de vârstă și efectul utilizării diferitelor microarrays) datorită programului Array Studio 5.0 (Om Componentes, Cary, NC, SUA). Rata de descoperire falsă (FDR) a fost aplicată în ajustări pentru comparații multiple.

3. Rezultate si discutii

Acest proiect s-a axat pe selectarea persoanelor care au participat la studiul RESMENA-S până la sfârșitul acestuia. Caracteristicile generale ale participanților, grupate în funcție de răspunsul lor la intervenția dietetică, nu au diferit semnificativ între subiecții grupului de control și RESMENA-S în variabilele antropometrice, tensiunea arterială și profilul lipidic (Tabelul 1). Cu toate acestea, indivizii cu un răspuns ridicat la dietă au arătat o reducere semnificativă a majorității parametrilor antropometrici în raport cu valorile lor inițiale.

În ceea ce privește rezultatele obținute în microarray-ul Methylation450 BeadChip uman, după analizarea controalelor de calitate ale respectivei matrice, eșantionul a fost redus la 46 de subiecți analizați. Graficul vulcanului a arătat distribuția celor 485.512 situri CpG analizate în ceea ce privește răspunsul la pierderea în greutate datorată dietei (Figura 1). Studiul microarray a arătat 90 de situri CpG metilate diferențial (valoarea P

tabelul 1.- Caracteristicile clinice ale 46 de pacienți obezi la momentul inițial și după 24 de săptămâni de intervenție dietetică la populația RESMENA-S.