Otyłość w kontekście badań genetycznych

Dane epidemiologiczne wskazują, że otyłość, tj. stan nadmiernego nagromadzenia tkanki tłuszczowej, przyjmuje rozmiary pandemii, a częstość jej występowania systematycznie rośnie [1]. 
Wśród przyczyn nadwagi i otyłości wymienia się uwarunkowani genetyczne, w tym polimorfizmy i mutacje określonych genów, które predysponują do magazynowani tkanki tłuszczowej oraz występowania zaburzeń metabolicznych. By zdiagnozować geny predysponujące do nieprawidłowej masy ciała, zaleca się przeprowadzenie badań genetycznych [2, 3]. 

Badania genetyczne 

Badania genetyczne umożliwiają analizę materiału genetycznego, tj. sekwencji kwasów nukleinowych w cząsteczce DNA (kwasu deoksyrybonukleinowego) kodującego informację genetyczną, w tym cechy fenotypowe, takie jak masa ciała. Cennych informacji na temat ludzkiego genomu dostarczył zainicjowany w 1988 r. Human Genome Project, czyli „Projekt Poznania Ludzkiego Genomu”. Początkowo jego celem było określenie mapy genetycznej człowieka, następnie mapy ludzkiego genomu, a wreszcie mapy sekwencji nukleotydowych w łańcuchu informacji genetycznej [4]. Projekt ten pozwolił zidentyfikować oraz zlokalizować wiele genów odpowiedzialnych za występowanie chorób, w tym otyłości [5]. 
Różnorodność organizmów warunkowana jest występowaniem zmienności genetycznych, obejmujących mutacje oraz polimorfizmy, zwłaszcza polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (z ang. Single Nucleotide Polymorphism – SNP). Te ostanie polegają na zamianie pojedynczych nukleotydów, co skutkuje występowaniem różnych wariatów allelicznych danego genu. SNP, podobnie jak mutacja punktowa, powoduje zmiany w łańcuchu DNA, jednakże w odróżnieniu od niej nie stanowi zmiany rzadkiej, a źródło zmienności międzyosobniczej [6]. Projektem oceniającym występowanie SNP w populacji jest badanie asocjacyjne całego genomu (z ang. Genome Wide Association Studies – GWAS). Jest to metoda umożliwiająca wyszukiwanie w całym genomie u wielu osób markerów/genów kandydatów w celu znalezienia mutacji i polimorfizmów genetycznych związanych z daną chorobą. Po zidentyfikowaniu asocjacji genetycznych możliwe jest uzyskane informacji służących do opracowania i wdrożenia strategii profilaktyki i terapii licznych chorób [7, 8].
Celem wykonania badań genetycznych należy pobrać materiał zawierający DNA. Może to być próbka krwi, płyny ustrojowe czy wymaz np. z wewnętrznej części policzka. Kolejno materiał poddawanych jest analizie z wykorzystaniem technik biologii molekularnej. Samo badanie jest nieinwazyjne, a na jego wynik czeka się od kilku dni do kilku tygodni. Wskazaniami do wykonania niniejszych badań są rodzinne występowanie otyłości, obecność nadmiernej masy ciała już we wczesnym dzieciństwie czy występowanie dodatkowych cech fenotypowych, które mogą świadczyć o chorobie genetycznej przebiegającej z nadwagą bądź otyłością [9]. 
 

Tabela 1. Geny związane z nadmierną masą ciała

Gen	Nazwa genu	Lokalizacja w genomie	Rola w organizmie
FTO	gen podatności na otyłość	16q12.2	wariant alleliczy a genu fto koreluje z otyłością i zaburzeniami metabolicznymi
PPARy	gen receptora aktywowanego proliferatorami peroksysomów typu γ	3p25.2	różnicowanie się fibroblastów oraz metabolizm dojrzałych adipocytów
LEP/ LEPR	gen leptyny/ gen receptora leptyny	7q32.1/ 1p31.3	podwzgórzowa regulacja apetytu
MC4R	gen receptora melanokortyny typu 4	18q21.32	podwzgórzowa regulacja apetytu
ADRB3	gen receptora β3 adrenergicznego	8p11.23	regulacja lipolizy w tkance tłuszczowej
CNR1	gen receptora endokannabinoidowego	6q15	kontrola apetytu

Oznaczenia genów predysponujących do otyłości

Do najistotniejszych genów predysponujących do wystąpienia nadmiernej masy ciała zalicza się polimorfizmy i/lub mutacje genu FTO (fat mass and obesity associated gene), tj. genu podatności na otyłość, genu receptora aktywowanego proliferatorami peroksysomów typu γ (PPARy, peroxisomal proliferator activated receptor gamma), genu leptyny (LEP, leptin) i jej receptora (LEPR, leptin receptor), genu receptora melanokortyny typu 4 (MC4R, melanocortin 4 receptor), genu receptora β3 adrenergicznego (ADRB3, beta-3 adrenergic receptor) czy genu receptora endokannabinoidowego (CNR1, cannabinoid receptor) (tab. 1) [10, 11].
Gen FTO został odkryty w 2007 r. Jest on zlokalizowany na chromosomie 16 (16q12.2). Gen ten koduje białko, tj. enzym demetylazę 2-oksoglutaranu, która ulega ekspresji w komórkach wysp trzustkowych oraz w podwzgórzu, co sugeruje jego uczestnictwo w regulacji homeostazy energetycznej organizmu [12]. W licznych badaniach doświadczalnych wykazano związek między genem FTO a otyłością i jej wykładnikami, takimi jak wskaźnik masy ciała (BMI, body mass index), a także zaburzeniami metabolicznymi z nią zwią...