La obesidad puede ser un trastorno del neurodesarrollo

Resumen: La obesidad está, en parte, determinada por el desarrollo epigenético en el núcleo arqueado del hipotálamo. Los hallazgos sugieren que la epigenética del desarrollo juega un papel importante en las influencias ambientales y genéticas sobre el riesgo de obesidad.

Fuente: Facultad de Medicina de Baylor

La obesidad ha aumentado rápidamente en las últimas décadas y afecta a más de 2000 millones de personas, lo que la convierte en uno de los mayores contribuyentes a la mala salud en todo el mundo. A pesar de décadas de investigación sobre tratamientos de dieta y ejercicio, muchas personas continúan luchando por perder peso.

Los investigadores de la Facultad de Medicina de Baylor y las instituciones colaboradoras ahora creen que saben por qué, y dicen que debemos cambiar el enfoque del tratamiento de la obesidad a la prevención.

El equipo informa en el diario. Avances de la ciencia que los mecanismos moleculares del desarrollo del cerebro durante los primeros años de vida son probablemente un determinante importante del riesgo de obesidad.

Grandes estudios previos en humanos han insinuado que los genes que están más fuertemente asociados con la obesidad se expresan en el cerebro en desarrollo.

Este estudio actual en ratones se centró en el desarrollo epigenético. La epigenética es un sistema de marcadores moleculares que determina qué genes se utilizarán o no en diferentes tipos de células.

“Décadas de investigación en humanos y modelos animales han demostrado que las influencias ambientales durante los períodos críticos del desarrollo tienen un gran impacto a largo plazo en la salud y la enfermedad”, dijo el autor correspondiente, el Dr. Robert Waterland, profesor de pediatría y nutrición y miembro del Centro de Investigación de Nutrición Infantil del USDA en Baylor.

“La regulación del peso corporal es muy sensible a tal ‘programación de desarrollo’, pero aún se desconoce cómo funciona exactamente”.

“En este estudio nos enfocamos en una región del cerebro llamada núcleo arqueado del hipotálamo, que es un regulador maestro de la ingesta de alimentos, la actividad física y el metabolismo”, dijo el primer autor, el Dr. Harry MacKay, quien fue asociado postdoctoral en el laboratorio Waterland. mientras trabajaba en el proyecto.

“Descubrimos que el núcleo arqueado experimenta una maduración epigenética extensa durante la vida posnatal temprana. Este período también es exquisitamente sensible a la programación del desarrollo de la regulación del peso corporal, lo que sugiere que estos efectos podrían ser consecuencia de una maduración epigenética desregulada”.

El equipo realizó análisis de todo el genoma tanto de la metilación del ADN, una etiqueta epigenética importante, como de la expresión génica, tanto antes como después del cierre de la ventana crítica posnatal para la programación del desarrollo del peso corporal.

“Una de las mayores fortalezas de nuestro estudio es que estudiamos las dos clases principales de células cerebrales, las neuronas y la glía”, dijo MacKays. “Resulta que la maduración epigenética es muy diferente entre estos dos tipos de células”.

“Nuestro estudio es el primero en comparar este desarrollo epigenético en hombres y mujeres”, dijo Waterland.

Grandes estudios previos en humanos han insinuado que los genes que están más fuertemente asociados con la obesidad se expresan en el cerebro en desarrollo. La imagen es de dominio público

“Nos sorprendió encontrar amplias diferencias de sexo. De hecho, en términos de estos cambios epigenéticos posnatales, los machos y las hembras son más diferentes que similares. Y muchos de los cambios ocurrieron antes en las mujeres que en los hombres, lo que indica que las mujeres son precoces en este sentido”.

La conexión humana

La mayor sorpresa se produjo cuando los investigadores compararon sus datos epigenéticos en ratones con datos humanos de grandes estudios de asociación de todo el genoma que detectan variantes genéticas asociadas con la obesidad.

Las regiones genómicas objetivo de la maduración epigenética en el núcleo arqueado del ratón se superpusieron fuertemente con las regiones genómicas humanas asociadas con el índice de masa corporal, un índice de obesidad.

“Estas asociaciones sugieren que el riesgo de obesidad en humanos está determinado en parte por el desarrollo epigenético en el núcleo arqueado”, dijo MacKay.

“Nuestros resultados proporcionan nueva evidencia de que la epigenética del desarrollo probablemente esté involucrada en las influencias ambientales y genéticas tempranas en el riesgo de obesidad. En consecuencia, los esfuerzos de prevención dirigidos a estos procesos de desarrollo podrían ser la clave para detener la epidemia mundial de obesidad”.

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Otros colaboradores de este trabajo incluyen a Chathura J. Gunasekara, Kit-Yi Yam, Dollada Srisai, Hari Krishna Yalamanchili, Yumei Li, Rui Chen y Cristian Coarfa. Los autores están afiliados a una o más de las siguientes instituciones: Baylor College of Medicine, Vanderbilt University, Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute at Texas Children’s Hospital y Baylor’s Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center.

Sobre esta noticia de investigación sobre genética, neurodesarrollo y obesidad

Autor: Oficina de prensa
Fuente: Facultad de Medicina de Baylor
Contacto: Oficina de Prensa – Facultad de Medicina de Baylor
Imagen: La imagen es de dominio público.

Investigacion original: Acceso abierto.
El desarrollo epigenético específico del sexo en el núcleo arqueado hipotalámico del ratón señala las regiones genómicas humanas asociadas con el índice de masa corporal” por Harry MacKay et al. Avances de la ciencia


Resumen

El desarrollo epigenético específico del sexo en el núcleo arqueado hipotalámico del ratón señala las regiones genómicas humanas asociadas con el índice de masa corporal

Recientes estudios de asociación de todo el genoma corroboran la investigación clásica sobre la programación del desarrollo que indica que la obesidad es principalmente una enfermedad del neurodesarrollo fuertemente influenciada por la nutrición durante las ventanas ontogénicas críticas.

Los mecanismos epigenéticos regulan el neurodesarrollo; sin embargo, se sabe poco sobre su papel en el establecimiento y mantenimiento del circuito de equilibrio de energía del cerebro.

Generamos metilomas y transcriptomas de neurona y glía a partir del núcleo arqueado hipotalámico de ratón macho y hembra, un sitio clave para la regulación del equilibrio energético, en puntos temporales que abarcan el cierre de una ventana crítica establecida para la programación del desarrollo del riesgo de obesidad.

Encontramos que la maduración epigenética posnatal es marcadamente específica del tipo de célula y del sexo y ocurre en regiones genómicas enriquecidas para la heredabilidad del índice de masa corporal en humanos.

Nuestros resultados ofrecen una explicación potencial tanto para las ventanas ontogénicas limitadas como para las diferencias sexuales en la sensibilidad a la programación del desarrollo de la obesidad y proporcionan un recurso rico para los análisis epigenéticos de la programación del desarrollo del balance energético.

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