ردپای دیابت در وراثت؛ انتقال بیماری به نسل بعد

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما، به نقل از یورک‌الرت، یک پژوهش جدید، مکانیسمی را نشان می‌دهد که در آن این وراثت از طریق اسپرم توسط پدر به جنین منتقل می‌شود.

پژوهشگران در آزمایش‌های انجام‌شده روی موش‌ها مشاهده کردند که فرزندان مردان چاق، با وزن طبیعی به دنیا آمدند، اما با گذشت زمان، عدم تحمل گلوکز و مقاومت به انسولین را نشان دادند که می‌تواند به دیابت نوع ۲ منجر شود. این وضعیت، «اختلال متابولیک خاموش» نامیده می‌شود.

خبر خوب این است که وقتی پدران وزن کم کردند، نشانه‌های به‌جامانده از چاقی در اسپرم ناپدید شد. این یافته‌ها بعداً در آزمایش‌های انسانی تأیید شدند.

«یان ویلهلم کورنفلد» (Jan-Wilhelm Kornfeld) زیست‌شیمیدان و استاد «دانشگاه جنوبی دانمارک» (SDU)، سرپرستی این پژوهش را بر عهده داشت که پژوهشگرانی از «دانشگاه ایالتی کامپیناس» (UNICAMP) در برزیل به سرپرستی «مارسلو موری «(Marcelo Mori) در آن مشارکت داشتند.

کورنفلد گفت: ما رشد فرزندان نر‌های چاق را به مدت ۶ ماه زیر نظر گرفتیم و متوجه شدیم که اگرچه حیوانات هیچ تغییری را در وزن نشان نمی‌دهند، اما متابولیسم آنها به خطر افتاده بود.

به گفته کورنفلد، فرزندان پسر بیشتر از فرزندان دختر تحت تأثیر قرار گرفتند؛ احتمالاً به این دلیل که آنها بیشتر مستعد ابتلا به مشکلات متابولیکی هستند. کورنفلد ادامه داد: ما در موش‌های ماده نیز متوجه تمایل به سمت اختلال عملکرد متابولیک شدیم، اما در آنها به اندازه موش‌های نر برجسته نبود. این شرایط مانند انسان است که زنان از نظر متابولیکی مقاوم‌تر هستند.

پژوهشگران در طول آزمایش‌ها متوجه شدند حیواناتی که در اثر رژیم غذایی پرچرب چاق شده‌اند، بیان بیش از حد نوعی میکروآران‌ای به نام let-۷ را در بافت چربی خود آغاز می‌کنند. میکروآران‌ای‌ها مولکول‌های آران‌ای کوچکی هستند که به عنوان تعدیل‌کننده‌های ژن عمل می‌کنند؛ به این معنی که میزان پروتئین‌های تولیدشده توسط سلول‌ها را تنظیم می‌کنند.

همچنین، مقدار اضافی let-۷ در اسپرم مردان چاق مشاهده شد. در جنین، مقدار اضافی let-۷ تولید DICER را که یک آنزیم ضروری برای بلوغ چندین میکروآران‌ای دیگر است و برای تنظیم بسیاری از ژن‌ها حیاتی به نظر می‌رسد، مهار کرد.

بدون DICER، سلول‌های جنین با اختلال در عملکرد میتوکندری - اندامک‌های مسئول تولید انرژی سلولی - رشد می‌کنند. این اختلال عملکرد میتوکندری به طور دائم نحوه مدیریت انرژی توسط بافت چربی فرزند را تغییر می‌دهد و به عدم تحمل گلوکز مشاهده‌شده در بزرگسالی منجر می‌شود.

موری می‌گوید: چیزی که هنوز باید کشف کنیم، این است که این میکروآران‌ای‌ها چگونه در اسپرم نیز افزایش می‌یابند و از کجا می‌آیند. همان طور که شواهد نشان می‌دهند، ممکن است آنها از بافت چربی به سلول تولید مثل منتقل شوند، اما این یک پرسش بی‌پاسخ باقی می‌ماند.

گروه موری در دانشگاه ایالتی کامپیناس، به بررسی این موضوع پرداختند که کاهش بیان آنزیم DICER در بافت چربی - احتمالا ناشی از پیری یا چاقی - چگونه فرآیند‌های دژنراتیو را که به بیماری‌های مزمن مانند دیابت منجر می‌شوند، سرعت می‌دهند. موری گفت: ما معتقدیم که از دست دادن این آنزیم ممکن است به اختلال در عملکرد متابولیک منجر شود. از سوی دیگر، ما در پژوهش‌های پیشین مشاهده کردیم که مداخلات ارتقادهنده سلامت و طول عمر مانند فعالیت بدنی، بر افزایش بیان DICER تاثیر دارند.

پژوهشگران برای اثبات این که افزایش بیان let-۷ در پدران برای ایجاد تغییرات متابولیکی در فرزندان کافی است، این مولکول را به حیوانات سالم و لاغر تزریق کردند. نتایج تأیید کردند که تزریق این میکروآران‌ای به تنهایی باعث ایجاد همه اختلالات متابولیکی می‌شود که پیشتر در آزمایش روی حیوانات چاق دیده شده بود.

برای تعیین این که آیا این وضعیت برگشت‌پذیر است یا خیر، موش‌های نر چاق تحت رژیم غذایی استاندارد قرار گرفتند. پس از حدود ۹ هفته - زمانی که برای عادی شدن وزن آنها لازم بود – میکروآران‌ای‌های let-۷ اضافی هم از بافت چربی و هم از اسپرم ناپدید شدند. وقتی موش‌های نر لاغرشده جفت‌گیری کردند، پژوهشگران دریافتند فرزندان آنها به اندازه فرزندان گروه کنترل‌شده که هرگز اضافه وزن نداشتند، سالم به دنیا آمده‌اند.

پژوهشگران برای اعتبارسنجی این یافته‌ها در انسان، ۱۵ مرد مبتلا به چاقی شدید را ارزیابی کردند که برای درمان‌های باروری آماده می‌شدند. آزمایش‌های اولیه، مقدار اضافی let-۷ را هم در بافت چربی و هم در اسپرم نشان داد. پس از ۶ ماه مداخله در سبک زندگی و آموزش مجدد رژیم غذایی، سطح میکروآران‌ای به طور قابل توجهی کاهش یافت. موری گفت: نتایج نشان می‌دهند که هر چه شخص وزن بیشتری از دست داده باشد، سطح let-۷ در اسپرم او کمتر است.

به گفته کورنفلد، شواهد فراوانی وجود دارد مبنی بر این که اسپرم به نوعی نشان‌دهنده سلامت مردان است. کورنفلد ادامه داد: همه چیز نشان می‌دهد که بچه‌دار شدن هنگام استرس یا عفونت، هنگام مصرف خیلی زیاد یا خیلی کم کالری یا هنگام رویارویی با هر مشکل سلامتی دیگری، مزیت کمتری دارد. کودکانی که در شرایط نامتعادل به دنیا می‌آیند، معمولاً از سلامت کمتری برخوردارند. این پژوهش در مجله «Nature Communications» به چاپ رسید.