Nuova ricerca dal triangolo di ricerca suggerisce che le varianti in un gene chiamato ankyrin-B – portato da milioni di americani – potrebbe causare persone a mettere su chili senza colpa propria.
Lo studio, che è stato condotto nei topi, mostra che la variazione del gene fa sì che le cellule di grasso a succhiare il glucosio più veloce del normale, più che raddoppiando la loro dimensione. Quando all’equazione si aggiunge un metabolismo che invecchia o una dieta ricca di grassi, l’obesità diventa quasi inevitabile.
“La chiamiamo obesità senza colpa”, ha detto Vann Bennett, M.D., Ph.D., autore senior dello studio e George Barth Geller Professor di biochimica alla Duke University School of Medicine.
“Crediamo che questo gene potrebbe aver aiutato i nostri antenati a immagazzinare energia in tempi di carestia. Nei tempi attuali, dove il cibo è abbondante, le varianti di ankyrin-B potrebbero alimentare l’epidemia di obesità.”
I risultati appaiono la settimana del 13 novembre negli Atti della National Academy of Sciences.
Bennett ha scoperto la proteina ankyrin-B più di trenta anni fa. È presente in ogni tessuto corporeo e agisce come un’ancora legando proteine importanti all’interno della membrana cellulare. Bennett e altri ricercatori hanno collegato i difetti nell’ankyrin-B a una serie di malattie umane, tra cui l’autismo, la distrofia muscolare, l’invecchiamento, il diabete e il battito cardiaco irregolare.
Diversi anni fa, Jane Healey, uno studente di MD/PhD che lavora nel laboratorio di Bennett, ha notato che i topi con aritmia cardiaca causata da mutazioni nell’ankyrin-B erano più grassi dei loro compagni di cucciolata wildtype. Per capire perché, ha creato modelli di topi che portavano un paio di varianti umane comuni del gene.
Damaris Lorenzo, Ph.D., un borsista post-dottorato nel laboratorio al momento, ha scoperto che questi topi rapidamente cresciuto grasso, bloccando la maggior parte delle loro calorie nel tessuto grasso piuttosto che inviarli ad altri tessuti da bruciare come energia. Questi risultati sono stati pubblicati nel 2015 nel Journal of Clinical Investigation.
“Il problema è che non sapevamo ancora come funzionava questo gene”, ha detto Bennett. “C’è questa convinzione comune nel campo che gran parte dell’obesità può essere ricondotta all’appetito e ai centri di controllo dell’appetito che risiedono nel cervello. Ma cosa succede se non è tutto nella nostra testa?”
Per studiare questa domanda, Lorenzo, ora assistente professore di biologia cellulare e fisiologia presso l’Università del North Carolina a Chapel Hill, ha avuto il suo gruppo di ricerca completamente knock out il gene ankyrin-B nel tessuto grasso dei topi.
Hanno ripetuto molti degli stessi esperimenti che erano stati condotti nei precedenti modelli di topi, che portavano versioni mutanti di ankyrin-B in tutto il corpo. Come prima, i topi knock-out guadagnato peso, e loro energia-accumulo di cellule di grasso bianco raddoppiato in dimensioni – nonostante mangiare ed esercitare la stessa quantità di topi normali. Cosa c’è di più, l’aumento di peso è aumentato quando i topi sono invecchiati o sono stati alimentati con una dieta ad alto contenuto di grassi.
“Abbiamo rapidamente imparato che l’aumento dell’accumulo di lipidi nelle cellule di grasso si è “riversato” nel fegato e nei muscoli”, ha detto Lorenzo. “L’accumulo anormale di grasso in questi tessuti ha portato all’infiammazione e all’interruzione della risposta all’insulina, un segno distintivo del diabete di tipo II. Una simile cascata di eventi è ciò che spesso si verifica negli esseri umani, ed è per questo che l’obesità può essere così dannosa per la nostra salute”, ha detto Lorenzo.
Dopo aver condotto una serie di esperimenti di biochimica, Lorenzo ha dimostrato che l’eliminazione o la mutazione di ankyrin-B ha cambiato la dinamica di Glut4, la proteina che permette al glucosio di entrare nelle cellule di grasso. Di conseguenza, le porte dell’alluvione sono state effettivamente aperte, permettendo al glucosio di fluire nelle cellule più rapidamente del normale.
Lorenzo si è chiesto se lo stesso meccanismo valeva per altre mutazioni umane note di ankyrin-B. Le varianti in ankyrin-B sono portate dall’1,3% dei caucasici e dall’8,4% degli afroamericani, che rappresentano milioni di persone solo negli Stati Uniti. Lorenzo ha coltivato le cellule di grasso che portano queste varianti e ha scoperto che anche loro hanno risucchiato il glucosio ad un tasso più elevato. La malattia sembra avere origine nel tessuto grasso, anche se probabilmente ha effetti altrove nel corpo.
“Abbiamo scoperto che i topi possono diventare obesi senza mangiare di più, e che c’è un meccanismo cellulare sottostante per spiegare l’aumento di peso”, ha detto Bennett. “Questo gene potrebbe permetterci di identificare gli individui a rischio che dovrebbero guardare che tipo di calorie mangiano ed esercitare di più al fine di mantenere il loro peso corporeo sotto controllo.”
Ma prima, Bennett dice che i loro risultati in laboratorio devono essere confermati nella popolazione generale. Per farlo, i ricercatori dovranno identificare gli individui con varianti ankyrin-B, e quindi valutare le storie di famiglia, altezza e peso e tratti fisiologici caratteristici così come il metabolismo del glucosio, per determinare l’impatto di queste varianti sulla salute umana.