Weltweit sind etwa 1,5 Milliarden Menschen übergewichtig oder adipös und als Folge häufiger von Herzkreislauferkrankungen und verbundenen Stoffwechselstörungen und Entzündungen betroffen. Die Zusammenhänge zwischen Übergewicht und mit Adipositas assoziierten Erkrankungen sind zwar noch nicht abschließend geklärt, jüngste Forschungen belegen allerdings, dass sich Übergewicht auf die DNA-Methylierung auswirken kann.
Im EU-geförderten Projekt IHEALTH-T2D angestellte Forschungsarbeiten flossen in einen neuen Bericht ein, welcher den Zusammenhang zwischen der DNA-Methylierung und dem Body-Mass-Index (BMI) zum Thema hat. Untersuchungen zur genetischen Assoziation zeigen, dass Veränderungen bei der DNA-Methylierung eher die Folge von Adipositas als deren Ursache sind.
In der Studie wurde festgestellt, dass die Methylierungsloki in vielen Gewebearten funktionale genomische Merkmale aufweisen. Die Forschung wurde kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlicht und belegt, dass Methylierungsmarker die Signaturen der Genexpression an 38 Loki identifizieren. Anhand dieser Loki werden die Gene identifiziert, die am Lipid- und Lipoproteinstoffwechsel, dem Substrattransport und inflammatorischen Signalwegen beteiligt sind. Diese Forschung beleuchtet auch den Zusammenhang zwischen Typ-2-Diabetes und der DNA-Methylierung und zeigt, dass Störungen bei der Methylierung auf eine spätere Entwicklung dieser Krankheit hinweisen.
An der Studie nahmen 5 387 Menschen europäischer und asiatischer Herkunft teil – diese Bevölkerungsgruppen weisen ein hohes Risiko für eine hohe Körpermasse und entsprechende Stoffwechselstörungen auf. Die in genomischer DNA im Blut stattfindende Methylierung wurde quantifiziert: Für die Analyse wurde Blut ausgewählt, da es ein metabolisch aktives Gewebe darstellt und bei Entzündungen und Herzkreislauferkrankungen, von denen Personen mit hohem BMI verstärkt betroffen sind, eine wichtige Rolle spielt.
Inflammatorische und hormonelle Störungen in den Adipozyten adipöser Personen tragen zu Insulinresistenz und anderen stoffwechselbezogenen Konsequenzen bei. Um die Beobachtungen am Blut mit denen an anderen metabolisch relevanten Gewebearten in Beziehung zu bringen, verglichen die Forscher das Niveau der Methylierung bei 187 Loki im Blut, subkutanen und omentalen Fett, in der Leber, den Muskeln, der Milz und der Bauchspeicheldrüse. Das mittlere Methylierungsniveau bei den 187 Loki korrelierte mittelmäßig bis stark zwischen den Gewebearten.
Die Wissenschaftler stellten fest, dass – nach Korrektur – 120 der CpG-Stellen (Bereichen des Erbgutes, an denen auf ein Cytosin-Nukleotid ein Guanin-Nukleotid folgt) sowohl im Gewebe als auch im Blut adipöser Probanden direktionale Konsistenz zur Assoziation mit dem BMI aufweisen, und im Gewebe adipöser Personen sind 91 Stellen mit dem BMI in Beziehung zu bringen. Dies unterstützt die These, dass das Methylierungsniveau im Blut an den untersuchten CpG-Stellen mit den Methylierungsmustern in anderen Gewebearten zusammenhängt.
Die Forschungsergebnisse vertiefen unser Wissen darüber, wie sich Adipositas auf die biologischen Vorgänge im menschlichen Körper auswirkt, und könnten zu neuen Vorhersage- und Präventionsverfahren für Typ-2-Diabetes und andere Erkrankungen führen, die mit Übergewicht in Verbindung stehen.
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