wtorek, 16 maja 2023

Nowa metoda analizy oznacza prekursor stanu przedcukrzycowego

Naukowcy z Klick Labs opracowali nowy sposób na wychwycenie najwcześniejszych oznak, że organizm ludzki nie jest w stanie kontrolować poziomu glukozy we krwi, zanim osiągnie on u pacjentów poziom przedcukrzycowy. W wynikach opublikowanych dzisiaj w Mayo Clinic Proceedings: Digital Health, naukowcy przedstawili nową metodę analizy, która flaguje prekursora stanu przedcukrzycowego zwanego upośledzoną homeostazą glukozy (IGH). Po zastosowaniu opatentowanej metody matematycznej do danych uzyskanych z ciągłych monitorów glukozy (CGM), naukowcy odkryli, że około jeden na pięciu uczestników badania, uważanych za zdrowych według standardów medycznych, w rzeczywistości miał metabolizm glukozy podobny do osób ze stanem przedcukrzycowym. U osób z cukrzycą poziom glukozy we krwi może rosnąć i spadać jak szalona przejażdżka kolejką górską z gwałtownymi spadkami i szczytami. Stwierdziliśmy podobny wzorzec u pacjentów z IGH, choć wzorce te przypominały bardziej łagodne fale niż dramatyczne szczyty, ale interwencja w tej populacji może ograniczyć prawdopodobieństwo progresji do pełnej cukrzycy". Jaycee Kaufman, główny autor badania i naukowiec w Klick Labs Łącznie 384 osoby zostały wyposażone w CGM na potrzeby badania i ocenione przez lekarza w ciągu dwóch tygodni. Uczestnicy mieli zdiagnozowaną cukrzycę, stan przedcukrzycowy lub byli zdrowi, zgodnie z wytycznymi American Diabetes Association. Po zastosowaniu modelu matematycznego pacjenci zostali następnie przeklasyfikowani do dwóch grup na podstawie parametrów homeostazy glukozy: skutecznej lub upośledzonej. "Najbardziej zaskakujące było to, że 20 procent uczestników, którzy zostali ocenieni za pomocą standardowych narzędzi przesiewowych w kierunku cukrzycy i uznani przez lekarza za zdrowych, okazało się mieć upośledzoną homeostazę glukozy - co potwierdza, że możliwe jest teraz zapewnienie wcześniejszej, dokładniejszej i bardziej czułej oceny stanu cukrzycy u ludzi" - powiedział Yan Fossat, wiceprezes Klick Labs. Około 34 milionów ludzi w Stanach Zjednoczonych choruje na cukrzycę, a jeden na trzech Amerykanów ma stan przedcukrzycowy lub cukrzycę. Na północ od granicy żyje 11,7 miliona Kanadyjczyków z cukrzycą lub stanem przedcukrzycowym. Spośród osób ze stanem przedcukrzycowym w USA ponad 80 procent nie wie, że na nią choruje. Ponieważ badania sugerują, że możliwe jest odwrócenie cukrzycy lub przynajmniej spowolnienie jej postępu, rośnie zapotrzebowanie na narzędzia przesiewowe, które mogą oznaczać osoby zagrożone. Badania przesiewowe i monitorowanie obejmują przegląd czynników ryzyka, takich jak wiek, BMI i historia rodziny; a diagnoza opiera się głównie na badaniach krwi, takich jak hemoglobina glikowana (HbA1c) i doustny test tolerancji glukozy (OGTT). "Ta nowa metoda analizy jest dużym krokiem naprzód w zapobieganiu i leczeniu cukrzycy" - powiedział Fossat. "Wczesne wykrywanie i interwencja mają kluczowe znaczenie w leczeniu cukrzycy typu 2, więc nasza metoda może mieć znaczący wpływ na życie milionów ludzi na całym świecie". Odkrycia te są najnowszymi w bieżącej pracy Klick w dziedzinie cukrzycy. Ich badanie "Homeostaza jako proporcjonalno-integralny system kontroli", opublikowane w Nature Digital Medicine w 2020 r., również opierało się na modelowaniu matematycznym w celu określenia niektórych podstawowych zmian w sposobie regulacji glukozy. Praca ta została wykonana w ramach stałej współpracy z Ontario Tech University, Lennaert van Veen, profesorem matematyki na Wydziale Nauk Ścisłych, i została częściowo sfinansowana z grantu Mitacs.

poniedziałek, 15 maja 2023

Zielona dieta śródziemnomorska zmienia metylację DNA, przyspiesza metabolizm

Badanie opublikowane w czasopiśmie Metabolism opisuje wpływ bogatej w polifenole diety śródziemnomorskiej na regulację epigenetyczną. Przewlekły stan zapalny o niskim stopniu nasilenia jest uważany za główną cechę charakterystyczną różnych chorób metabolicznych, w tym otyłości. Dlatego też interwencje dotyczące stylu życia, takie jak zdrowa dieta i aktywność fizyczna, mają kluczowe znaczenie w kontrolowaniu masy ciała i zmniejszaniu ryzyka zachorowalności i śmiertelności związanej z chorobami metabolicznymi. Wiadomo, że polifenole roślinne o wysokich właściwościach przeciwutleniających mają korzystny wpływ na metabolizm. Mechanicznie, polifenole hamują kluczowe regulatory epigenetyczne, takie jak metylotransferazy DNA (DNMT) lub reduktaza metylenotetrahydrofolianowa (MTHFR), modulując metabolizm jednowęglowy i procesy metylacji. Co więcej, kwas foliowy i witaminy z grupy B jako donory metylu odgrywają kluczową rolę w regulacji metylaz DNA i histonów. Badanie Dietary Intervention Randomized Controlled Trial Polyphenols Unprocessed (DIRECT PLUS) było prowadzone przez 18 miesięcy w celu oceny metabolicznego wpływu zdrowej diety (HDG), diety śródziemnomorskiej (MED) i zmodyfikowanej diety MED wzbogaconej polifenolami (green-MED). Wyniki tego randomizowanego, kontrolowanego badania wykazały, że obie diety MED mają umiarkowany wpływ na utratę masy ciała i silny wpływ na redukcję tłuszczu wątrobowego. W szczególności stwierdzono, że zielona dieta MED, która zawiera duże ilości orzechów włoskich i Mankai (rzęsa wodna lub mączka wodna), powoduje największą redukcję obwodu talii, poziomu cholesterolu lipoprotein o niskiej gęstości w surowicy, rozkurczowego ciśnienia krwi, białka C-reaktywnego i trzewnej tkanki tłuszczowej. Zarówno orzech włoski, jak i mankai są bogatym źródłem kwasu foliowego i witamin z grupy B. W bieżącym badaniu naukowcy zbadali, czy poprawa metabolizmu za pośrednictwem zielonej diety MED zaobserwowana w badaniu jest związana z jej wpływem na metylację DNA w całym genomie i wzorce ekspresji mRNA. Badana populacja obejmowała 260 uczestników (średni wiek: 51 lat; wskaźnik masy ciała: 31 kg/m2) z badania DIRECT PLUS. Zostali oni losowo podzieleni na trzy grupy interwencyjne, w tym grupę HDG, grupę MED i grupę zielonej diety MED. Podczas gdy dieta MED zawierała 440 mg polifenoli dodatkowo dostarczanych przez orzechy włoskie, dieta green-MED zawierała 1240 mg polifenoli dodatkowo dostarczanych przez orzechy włoskie, zieloną herbatę i Mankai. Próbki krwi pobrane od uczestników zostały przeanalizowane pod kątem metylacji DNA w całym genomie i wzorców ekspresji mRNA na początku i po zakończeniu 18-miesięcznego okresu interwencji. Analiza wzorców metylacji DNA w całym genomie przed i po interwencjach dietetycznych zidentyfikowała 1573 różnie metylowane regiony w grupie zielonej MED, 377 w grupie HDG i 174 w grupie MED. Wyniki te odpowiadały 1753 genom o różnej ekspresji w grupie green-MED, 738 w grupie HDG i tylko 7 w grupie MED. Spożywanie bogatej w polifenole diety green-MED przez 18 miesięcy skutkowało znacznie wyższym poziomem kwasu foliowego i witaminy B-12 w surowicy w porównaniu z innymi interwencjami dietetycznymi. Podwyższone poziomy kwasu foliowego i witaminy B-12 obserwowane u uczestników grupy MED na początku badania można przypisać niższym poziomom zmian epigenetycznych obserwowanych w tej grupie po interwencji dietetycznej. Wysokie ilości orzechów włoskich, zielonej herbaty i Mankai w diecie green-MED wykazały bezpośredni związek ze zwiększonym poziomem prekursorów jednowęglowych (kwasu foliowego i witaminy B-12) u uczestników spożywających tę konkretną dietę. Obserwacje te łącznie wskazują, że zmiany we wzorcach metylacji DNA za pośrednictwem diety green-MED są związane ze zwiększonym poziomem kwasu foliowego i witaminy B-12 w surowicy. Oprócz znaczącego wpływu na prekursory jednowęglowe związane z procesami metylacji de novo, dieta bogata w polifenole wykazała bezpośredni wpływ na metylację i transkrypcję genów kodujących modulatory epigenetyczne, w tym demetylazę lizyny 2B, demetylazę lizyny 5B i metylotransferazę lizyny histonowej. W badaniu przeprowadzono analizę Weighted Cluster Network w celu zidentyfikowania kluczowych czynników wpływających na zmiany fenotypowe związane ze spożywaniem zielonej diety MED. Zidentyfikowano trzy główne moduły zawierające większość różnie metylowanych genów regionu. Spośród tych modułów, jeden był istotnie związany z białkiem C-reaktywnym, kwasem foliowym, interleukiną 6 (IL-6) i zmianą obszaru głęboko podskórnej tkanki tłuszczowej; jeden był związany z obwodem talii; a jeden był związany z obwodem talii i zmianą masy ciała. W pierwszym module ekspresja mRNA genu KIR3DS1 wykazywała negatywny związek ze zmianami w polifenolach, ale pozytywny związek ze zmianami w powierzchniowo-podskórnej tkance tłuszczowej, masie ciała i obwodzie talii. KIR3DS1 jest receptorem podobnym do immunoglobuliny komórek zabójczych związanym z chorobami autoimmunologicznymi. Moduł ten obejmował również różnicowo metylowany region genu beta-syntazy cystationiny, enzymu odpowiedzialnego za obniżanie poziomu homocysteiny. Ekspresja mRNA tego genu była związana ze zmianami w polifenolach.