123RF
Styl życia ma większy wpływ na ryzyko chorób metabolicznych niż uwarunkowania genetyczne
Autor: Monika Stelmach
Data: 16.07.2021
Zdrowa dieta, wraz ze zwiększoną aktywnością fizyczną, zmniejsza ryzyko kardiometaboliczne niezależnie od predyspozycji genetycznych, przy czym największe korzyści odnoszą osoby o podwyższonym ryzyku – wynika z badań w ramach projektu INTERPLAY.
W ramach badań asocjacyjnych całego genomu (ang. genome-wide association study, GWAS) zidentyfikowano setki sygnałów związanych z otyłością, cukrzycą typu 2 i chorobami układu krążenia. Informacje te mogą posłużyć do opracowania wskaźników ryzyka poligenicznego, które pozwalają w ilościowy sposób określić dziedziczne ryzyko wystąpienia choroby.
Jednakże w procesie podejmowania decyzji klinicznych zwykle nie wykorzystuje się jeszcze informacji genetycznych, a chorzy nie są świadomi swojego ryzyka genetycznego ani możliwości łagodzenia jego skutków.
– Osoby o niskich predyspozycjach genetycznych, ale prowadzące niezdrowy tryb życia, mogą być narażone na zwiększone ryzyko wystąpienia tych chorób. Jednocześnie osoby o wysokim ryzyku genetycznym, ale prowadzące zdrowy tryb życia – na niskie ryzyko ich wystąpienia. Rodzi to pytania dotyczące polityki w zakresie zdrowia publicznego w dobie dużych zbiorów danych i medycyny precyzyjnej – zauważa Jordi Merino, naukowiec biorący udział we wspieranym przez UE projekcie INTERPLAY.
Zespół projektu INTERPLAY badał, w jaki sposób styl życia może wpływać na genetyczne predyspozycje do wystąpienia cukrzycy i związanych z nią powikłań metabolicznych, oraz analizował rolę podwyższonego stężenia glukozy we krwi (hiperglikemii) w przebiegu chorób sercowo-naczyniowych. W ramach projektu INTERPLAY badano również procesy biologiczne związane z przyjmowaniem pokarmów.
Geny, choroby metaboliczne i rola stylu życia
W celu identyfikacji czynników związanych z występowaniem chorób sercowo-naczyniowych w ramach badania INTERPLAY wykorzystano analizę randomizacji mendlowskiej, aby ustalić przyczynową rolę hiperglikemii w ryzyku wystąpienia choroby. W oddzielnym badaniu mającym na celu identyfikację markerów cukrzycy zespół projektu INTERPLAY wykorzystał dane z badania Framingham Heart Study, odkrywając zestaw 19 metabolitów, które mogą pomóc w identyfikacji osób z grupy ryzyka, nawet jeśli klinicznie ich ryzyko uznano za niskie.
– Co ważne, nasza analiza wykazała, że zmiany metaboliczne, które przyczyniają się do wystąpienia najwcześniejszych etapów cukrzycy, są również istotne pod kątem występowania chorób sercowo-naczyniowych – wyjaśnia Merino.
Do badania wzajemnych oddziaływań między podatnością genetyczną a dietą / stylem życia – w tym spożyciem tłuszczu, składnikami odżywczymi i aktywnością fizyczną – w ramach projektu INTERPLAY wykorzystano dane z europejskich i amerykańskich badań obserwacyjnych oraz interwencji klinicznych.
– Opierając się na profilu genetycznym poszczególnych osób chcieliśmy określić ich podgrupy, które mogą odnieść największe korzyści z zastosowania interwencji zmniejszających ryzyko wystąpienia choroby metabolicznej – dodaje Merino.
Wykorzystując dane podłużne Konsorcjum CHARGE pochodzące od ponad 100 000 uczestników, zespół projektu INTERPLAY wykazał, w jaki sposób z wystąpieniem nowego przypadku cukrzycy wiązało się zarówno ryzyko genetyczne, jak i czynniki żywieniowe. Badanie opublikowano w czasopiśmie „British Medical Journal”.
Wykazano, że zdrowa dieta, wraz ze zwiększoną aktywnością fizyczną, zmniejsza ryzyko kardiometaboliczne niezależnie od ryzyka genetycznego, przy czym największe korzyści odnoszą osoby o podwyższonym ryzyku.
Zespół projektu INTERPLAY wziął również udział w badaniu GWAS, dysponującym zestawem danych 300 000 osób, w ramach którego zidentyfikowano 26 regionów genomowych związanych ze zwiększoną preferencją względem pokarmów o wysokiej zawartości węglowodanów, tłuszczu lub białka. Analizy bioinformatyczne wykazały, że geny te znajdują się głównie w mózgu i są zaangażowane w procesy związane z działaniem układu nagrody podczas jedzenia lub upośledzeniem poczucia sytości.
– Ta najszerzej zakrojona analiza genetycznego wpływu na spożycie pokarmów pozwoliła nam stworzyć poligeniczny wskaźnik prawdopodobieństwa wystąpienia otyłości i związanych z nią powikłań. Lepsze zrozumienie działania układu nagrody podczas jedzenia może umożliwić skuteczniejsze leczenie – mówi Merino.
Praca podsumowująca wyniki projektu zostanie opublikowana w czasopiśmie „Nature Human Behaviour”.
Przełożenie wiedzy na praktykę
W ramach nowoczesnych systemów opieki zdrowotnej zakładane są kliniki zajmujące się genomiką prewencyjną.
– Dzielenie się naszymi wynikami z decydentami, firmami biotechnologicznymi i producentami żywności pomaga zrewolucjonizować medycynę, sposób opracowywania leków i projektowania żywności, jednocześnie otwierając nowe rynki – mówi Merino.
Merino pracuje obecnie nad rozpoczęciem badań klinicznych nad żywieniem spersonalizowanym, aby poznać czynniki molekularne odpowiedzialne za niepożądane reakcje metaboliczne na konkretne pokarmy.
Jednakże w procesie podejmowania decyzji klinicznych zwykle nie wykorzystuje się jeszcze informacji genetycznych, a chorzy nie są świadomi swojego ryzyka genetycznego ani możliwości łagodzenia jego skutków.
– Osoby o niskich predyspozycjach genetycznych, ale prowadzące niezdrowy tryb życia, mogą być narażone na zwiększone ryzyko wystąpienia tych chorób. Jednocześnie osoby o wysokim ryzyku genetycznym, ale prowadzące zdrowy tryb życia – na niskie ryzyko ich wystąpienia. Rodzi to pytania dotyczące polityki w zakresie zdrowia publicznego w dobie dużych zbiorów danych i medycyny precyzyjnej – zauważa Jordi Merino, naukowiec biorący udział we wspieranym przez UE projekcie INTERPLAY.
Zespół projektu INTERPLAY badał, w jaki sposób styl życia może wpływać na genetyczne predyspozycje do wystąpienia cukrzycy i związanych z nią powikłań metabolicznych, oraz analizował rolę podwyższonego stężenia glukozy we krwi (hiperglikemii) w przebiegu chorób sercowo-naczyniowych. W ramach projektu INTERPLAY badano również procesy biologiczne związane z przyjmowaniem pokarmów.
Geny, choroby metaboliczne i rola stylu życia
W celu identyfikacji czynników związanych z występowaniem chorób sercowo-naczyniowych w ramach badania INTERPLAY wykorzystano analizę randomizacji mendlowskiej, aby ustalić przyczynową rolę hiperglikemii w ryzyku wystąpienia choroby. W oddzielnym badaniu mającym na celu identyfikację markerów cukrzycy zespół projektu INTERPLAY wykorzystał dane z badania Framingham Heart Study, odkrywając zestaw 19 metabolitów, które mogą pomóc w identyfikacji osób z grupy ryzyka, nawet jeśli klinicznie ich ryzyko uznano za niskie.
– Co ważne, nasza analiza wykazała, że zmiany metaboliczne, które przyczyniają się do wystąpienia najwcześniejszych etapów cukrzycy, są również istotne pod kątem występowania chorób sercowo-naczyniowych – wyjaśnia Merino.
Do badania wzajemnych oddziaływań między podatnością genetyczną a dietą / stylem życia – w tym spożyciem tłuszczu, składnikami odżywczymi i aktywnością fizyczną – w ramach projektu INTERPLAY wykorzystano dane z europejskich i amerykańskich badań obserwacyjnych oraz interwencji klinicznych.
– Opierając się na profilu genetycznym poszczególnych osób chcieliśmy określić ich podgrupy, które mogą odnieść największe korzyści z zastosowania interwencji zmniejszających ryzyko wystąpienia choroby metabolicznej – dodaje Merino.
Wykorzystując dane podłużne Konsorcjum CHARGE pochodzące od ponad 100 000 uczestników, zespół projektu INTERPLAY wykazał, w jaki sposób z wystąpieniem nowego przypadku cukrzycy wiązało się zarówno ryzyko genetyczne, jak i czynniki żywieniowe. Badanie opublikowano w czasopiśmie „British Medical Journal”.
Wykazano, że zdrowa dieta, wraz ze zwiększoną aktywnością fizyczną, zmniejsza ryzyko kardiometaboliczne niezależnie od ryzyka genetycznego, przy czym największe korzyści odnoszą osoby o podwyższonym ryzyku.
Zespół projektu INTERPLAY wziął również udział w badaniu GWAS, dysponującym zestawem danych 300 000 osób, w ramach którego zidentyfikowano 26 regionów genomowych związanych ze zwiększoną preferencją względem pokarmów o wysokiej zawartości węglowodanów, tłuszczu lub białka. Analizy bioinformatyczne wykazały, że geny te znajdują się głównie w mózgu i są zaangażowane w procesy związane z działaniem układu nagrody podczas jedzenia lub upośledzeniem poczucia sytości.
– Ta najszerzej zakrojona analiza genetycznego wpływu na spożycie pokarmów pozwoliła nam stworzyć poligeniczny wskaźnik prawdopodobieństwa wystąpienia otyłości i związanych z nią powikłań. Lepsze zrozumienie działania układu nagrody podczas jedzenia może umożliwić skuteczniejsze leczenie – mówi Merino.
Praca podsumowująca wyniki projektu zostanie opublikowana w czasopiśmie „Nature Human Behaviour”.
Przełożenie wiedzy na praktykę
W ramach nowoczesnych systemów opieki zdrowotnej zakładane są kliniki zajmujące się genomiką prewencyjną.
– Dzielenie się naszymi wynikami z decydentami, firmami biotechnologicznymi i producentami żywności pomaga zrewolucjonizować medycynę, sposób opracowywania leków i projektowania żywności, jednocześnie otwierając nowe rynki – mówi Merino.
Merino pracuje obecnie nad rozpoczęciem badań klinicznych nad żywieniem spersonalizowanym, aby poznać czynniki molekularne odpowiedzialne za niepożądane reakcje metaboliczne na konkretne pokarmy.
