Милиони измервания от 23 души, които консумират допълнителни калории всеки ден в продължение на месец, разкриват промени в протеините, метаболитите и чревната микробиота, които придружават промени в телесната маса.

Аби Олена
17 януари 2018 г.

ISTOCK, SUSANNEB Получаването и отслабването причинява значителни промени в чревната микробиота и в биомаркерите, свързани с възпаление и сърдечни заболявания, съобщават изследователите днес (17 януари) в Cell Systems. Авторите проследяват това, което те наричат ​​„лични профили на omics“, съставено от геномиката, транскриптомиката, протеомиката, метаболомиката и микробиомиката, на хората, които ядат средно 880 допълнителни калории всеки ден в продължение на месец.

scientist

„Това е забележителен документ“, казва Лерой Худ, главен стратегически директор в Института по системна биология, биомедицинска организация с нестопанска цел в Сиатъл, и старши вицепрезидент и главен научен директор в Providence St. Joseph Health. Той не е участвал в това проучване, но преди това е ръководил дългосрочни проекти, базирани на omics, за проследяване на уелнес при хората. Използването на този тип данни „за изучаване на аспекти на болестта ще бъде трансформационен подход в медицината и това е едно от първите красиви, ясни демонстрации колко мощно ще бъде това“, казва той.

В проучването изследователите наблюдават профилите на omics на субектите, докато добавят допълнителни закуски и напитки към редовните си диети. "Имахме късмета, че имаме 23 души, които ще ядат допълнителни калории - обикновено 1000, ако сте мъж, 750 ако сте жена - [всеки] ден в продължение на 30 дни", казва съавторът Майкъл Снайдер, генетик от Станфордския университет, Учен. „Те са просто много интересна група хора. Те трябва да бъдат, за да покажат този вид отдаденост на раздаването на проби “, казва той.

Екипът на Снайдер събира проби от кръв и изпражнения преди и след 30-те дни на ядене на допълнителни калории, както и след като участниците се върнат към изходното си тегло, около 60 дни след изпускането на излишните калории и след това три месеца след това. От 23 участници, 13 са били инсулиноустойчиви и 10 са били чувствителни към инсулин в началото на проучването. Сравненията на изходните профили показват разлики в метаболизма, нивата на транскрипт и протеини и микробиотата на инсулинорезистентните и инсулиночувствителните хора.

Имахме щастието да имаме 23 души, които биха изяли допълнителни калории - обикновено 1000, ако сте мъж, 750 ако сте жена - [всеки] ден в продължение на 30 дни. . . . Те са просто много заинтересовани хора. -Майкъл Снайдър,
Станфордски университет

Въпреки че субектите качват средно само около шест килограма, изследователите откриват значителни промени в молекулите, свързани с метаболизма на мазнините, възпалението и разширената кардиомиопатия, състояние, при което сърцето е по-малко способно да изпомпва кръв, което може да доведе до сърдечна недостатъчност. Екипът също така открива разлики в чревната микробиота след наддаване на тегло. Много от промените, които учените наблюдават, са по-слабо изразени при инсулинорезистентните индивиди. Например, един бактериален вид - Akkermansia muciniphila, за който се смята, че помага да се предпази от развитието на инсулинова резистентност след наддаване на тегло - се е появил само при чувствителните към инсулин участници.

"Има молекулярна разлика в начина, по който [инсулиновите] устойчиви и чувствителни хора реагират на натрупването на тегло и ние смятаме, че това отразява разликите в тяхната основна биохимия", казва Снайдер.

Повечето промени се върнаха към изходното ниво след загуба на тегло, но някои - като молекули, свързани с метаболизма на фолатите - останаха повишени. И докато изследователите видяха някои често срещани отговори на наддаването и загубата на тегло в цялата група, „все още приличате повече на себе си, отколкото на някой друг“, обяснява Снайдър. „Това означава, че присъщите ни биохимични профили са доста стабилни, поне чрез увеличаване на теглото [и] загуба на тегло.“

Дженифър Стърнс, микробен еколог от университета Макмастър в Хамилтън, Онтарио, Канада, казва, че истинската стойност на работата е в отворения достъп до данните за изследователската общност, тъй като голяма част от данните могат да бъдат използвани от всички останали. Стърнс, който не е участвал в новия проект, добавя: „В проучвания, при които търсим да видим как микробите могат да повлияят на наддаването на тегло. . . често е трудно да се каже кои микроби са важни. " Този тип надлъжен анализ може да помогне да се определи дали микробите допринасят за наддаването на тегло или просто реагират на него, казва тя.

Две клинични проучвания, в които Худ участва, вече използват данни като тези, събрани от пациенти с болестта на Алцхаймер, за да тестват различни терапевтични средства и да оценят тяхната ефективност. Но по отношение на евентуалното въвеждане на тези анализи в клиниката в голям мащаб, „основният недостатък за всички нас е разходите за извършване на всички тези анализи“, казва той. За работата на Худ генерирането на персонализирани данни по тези линии струва над $ 5000 на човек на година.

Друго предизвикателство ще бъде интерпретирането на данните по начин, който да бъде разбран и усвоен от лекарите. „Мисля, че клиничните академични среди наистина са скептични по отношение на тези N от 1 експеримента, но в бъдеще те ще станат централни фактори“, казва Худ. „Всеки индивид трябва да се разглежда в контекста на това, което е по силата на неговата генетика и неговия начин на живот и излагане на околната среда.“