într-un

  • obiecte
  • abstract
  • Fundal:
  • metode:
  • rezultatele:
  • concluzie:
  • introducere
  • Materiale și metode
  • Grup de studiu
  • Măsuri antropometrice
  • genotipare
  • Selectarea genelor și SNP-urilor
  • analize statistice
  • Rezultatul
  • Statisticile descriptive
  • Relații genetice cu greutatea inițială
  • Asocieri genetice cu scădere în greutate în anul 1
  • Greutate din nou
  • discuţie
  • Informatii suplimentare
  • Documente Word
  • Informatii suplimentare
  • Anexe
  • garnitură

obiecte

  • Genetica bolilor
  • Obezitatea
  • Diabetul de tip 2

abstract

Fundal:

Studiile de asociere a genomului au oferit noi perspective asupra factorilor genetici care contribuie la dezvoltarea obezității. Am emis ipoteza că acești markeri genetici ar prezice, de asemenea, magnitudinea pierderii în greutate și a recuperării în greutate după pierderea inițială în greutate.

metode:

Alelele stabilite cu risc de obezitate disponibile pe cipul Illumina CARe iSelect (IBC) au fost caracterizate la 3899 de participanți care erau supraponderali sau obezi cu diabet de tip 2 din Look AHEAD (Acțiune pentru sănătate în diabet), un studiu randomizat pentru a determina efectele intervenție la stilul de viață (ILI) .și sprijin și educație pentru diabet (DSE) în morbiditatea și mortalitatea cardiovasculară. Analizele primare au examinat interacțiunea dintre 13 polimorfisme cu risc de obezitate în opt gene și un braț de tratament randomizat în prezicerea modificării greutății în anul 1 și a greutății din nou în anul 4 la subiecții care au pierdut 3% sau mai mult din greutatea lor inițială până în anul 1.

rezultatele:

Niciun polimorfism nucleotidic unic (SNP) nu a fost asociat în mod semnificativ cu magnitudinea pierderii în greutate sau a interacționat cu brațul de tratament în anul 1. Cu toate acestea, greutatea grăsimii și obezitatea asociate genei rs3751812 (FTO) rs3751812 au prezis creșterea în greutate în DSE (1,56 kg per risc alelă, P = 0,005), dar nu și ILI (P = 0,761), ducând la interacțiunea brațului SNPx cu brațul de tratament (P = 0,009). Într-o replicare parțială a cercetărilor anterioare, alela de risc pentru obezitate (G) în BDNF rs6265 a fost asociată cu o greutate mai mare în brațele de tratament (0,773 kg per alelă de risc), deși rezultatele au avut o semnificație statistică marginală (P = 0,0551).

concluzie:

Modificările locurilor FTO și BDNF pot contribui la riscul recuperării în greutate după pierderea în greutate.

Obezitatea este o problemă majoră de sănătate publică asociată cu un risc crescut de multe boli, inclusiv boli cardiovasculare, diabet de tip 2 și unele tipuri de cancer. Pierderea în greutate comportamentală este un tratament pentru obezitatea ușoară până la moderată 1, deoarece pierderea în greutate de 10% a fost documentată în mod repetat pentru a îmbunătăți factorii de risc pentru diabetul 2 și bolile cardiovasculare. 3, 4 Menținerea pe termen lung a acestor pierderi este, de asemenea, o problemă crucială în tratamentul obezității.

Siturile de susceptibilitate la obezitate identificate prin studii de asociere la nivelul întregului genom (GWAS) și reproduse în mai multe cohorte independente au oferit noi perspective asupra factorilor genetici care contribuie la dezvoltarea obezității. Gena legată de grăsime și obezitate (FTO) a fost una dintre primele gene identificate prin această abordare și a apărut ca o genă importantă asociată cu obezitatea și greutatea corporală în multe cohorte. 5, 6, 7 Odată cu creșterea dimensiunii eșantionului în studiile GWAS, numărul locurilor confirmate continuă să crească. 5, 6, 7

Implicațiile tratamentului acestor loci de susceptibilitate pentru obezitate rămân neclare. În special, nu se știe dacă markerii genetici ai riscului de obezitate prezic succesul cu pierderea în greutate sau cu menținerea pierderii în greutate. Anterior, într-un program de prevenire a diabetului, FTO rs9939609 a prezis o creștere mai mare a țesutului adipos subcutanat în grupul placebo comparativ cu intervențiile de stil de viață din anul 1, dar nu s-a observat nicio interacțiune semnificativă de tratament cu genotipul x cu pierderea în greutate generală. 8 Alela riscului de obezitate din RS6265 în BDNF a fost, de asemenea, asociată cu o greutate mai mare la 2 ani de urmărire la cei care au pierdut 3% sau mai mult din greutatea lor inițială după 6 luni. 9

Scopul acestui studiu a fost de a defini efectele markerilor genetici de risc ai obezității disponibile pe cipul iSelect (IBC) Illumina CARe (IBC) 10 (în cadrul sau în cadrul FTO, SH2B1, MC4R, BDNF, TNNI3K, MTIF3, QPCTL/GIPR și TFAP2B) 1 an ca răspuns la o intervenție standard de pierdere în greutate de aur și recuperare de greutate de la 1 la 4 în rândul celor care au pierdut 3% sau mai mult din greutatea inițială în primul an. Studiul Look AHEAD, un studiu controlat randomizat conceput pentru a determina efectele intervenției intensive asupra stilului de viață (ILI), inclusiv dieta și activitatea fizică, asupra morbidității și mortalității cardiovasculare la persoanele supraponderale cu diabet de tip 2 oferă o oportunitate unică de a efectua astfel de analize.

Materiale și metode

Grup de studiu

Studiul Look AHEAD a inclus 5.145 de persoane din punct de vedere etnic, supraponderale și obeze, cu diabet de tip 2 și cu vârste cuprinse între 45 și 76 de ani. Dintre acestea, 1038 nu au oferit consimțământul genetic pentru includerea în studiul genetic suplimentar, incluzând toți participanții din trei situri indiene din sud-vestul Indiei, 10 au retras acordurile de genotipare și 60 s-au dovedit că nu conțin concentrații de ADN sau scăzute. Au rămas 4037 de persoane, dintre care 3899 au contribuit cu date genetice la cel puțin unul dintre cei 13 markeri monitorizați care au fost supuși procedurilor de control al calității genotipării. Aceste entități constituie baza analizelor curente. În general, în comparație cu cei care au dat consimțământul genetic, cei care nu erau mai des afro-americani erau hispanici, femei, mai educați și non-dislipidemici. Rata acordului nu a diferit în funcție de indicele de masă corporală (IMC). 11

Tabel în dimensiune completă

genotipare

Extracția ADN genomic s-a bazat pe kitul ADN FlexiGene (Qiagen Inc., Valencia, CA, SUA) așa cum a fost descris de producător, iar cuantificarea ADN-ului a fost efectuată folosind reactivul de cuantificare PicoGreen dicoDNA (Invitrogen Inc., Carlsbad, CA, SUA). ). Genotiparea a fost efectuată la Spitalul de Copii din Philadelphia folosind cipul Illumina CARe iSelect (IBC), un polimorfism unic-nucleotidic 50.000 (SNP) orientat spre genă, conceput pentru a evalua loci relevanți într-o varietate de sindroame cardiovasculare, metabolice și inflamatorii. 10 genotipuri Taqman Applied Biosystems (ABI, Grand Island, NY, SUA) au fost utilizate pentru genotiparea polimorfismului MC4R rs17782313 (numărul de catalog ABI C_32667060_10)) folosind Applied Biosystems 7900HT.

Selectarea genelor și SNP-urilor

Tabel în dimensiune completă

Cei patru SNP FTO selectați pentru incluziune se aflau într-un puternic dezechilibru de alb neispanic (r 2 = 0,78-0,97), dar diferă în ceea ce privește gradul de dezechilibru dintre afro-americani (rs3751812, rs1421085: r2 = 0,98; rs3751812, rs9922708). Rz = 0,70; rs1421085, rs9922708: r2 = 0,67; rs9939609 cu alți SNP: rs 2 teste în cadrul celor mai mari două grupuri rasiale/etnice (alb nespecific și afro-american). Toate SNP-urile studiate s-au potrivit cu echilibrul Hardy-Weinberg (P> 0,001).

analize statistice

Pentru a controla populația mixtă de studiu, toate SNP-urile IBC au fost examinate prin analiza componentelor principale (PCA) utilizând algoritmul EIGENSTRAT 21 implementat în versiunea Golden Helix 7.1 (Bozeman, MT, SUA). Rezultatele analizei componentei principale au indicat faptul că cea mai mare parte a varianței din cohorta Look AHEAD a fost cauzată de primele două componente de bază care au fost de acord cu apartenența etnică (Figura 1 suplimentară). În consecință, primele două componente principale au fost incluse ca covariabile în analizele noastre pentru a se adapta la stratificarea populației din cohorta AHEAD de apariții multietnice.

Deoarece rezultatul principal al adipozității în studiul clinic Look AHEAD este greutatea (nu IMC), ne concentrăm pe greutatea inițială (în kg) și modificarea greutății (în kg) ca rezultate primare. Modele longitudinale mixte liniare au fost utilizate pentru a modela efectul SNP-urilor asupra schimbării greutății cu brațul tratat în timp. Deoarece greutatea inițială, precum și răspunsul la tratament pot fi asociate cu SNP, valoarea inițială a fost modelată ca primul punct de timp în analizele longitudinale, așa cum recomandă McArdle și Whitcomb. 22 În acest model, efectele diferite ale SNP asupra schimbării greutății sunt detectate la 1 an sau prin brațul de tratament prin interacțiunea SNP (0, 1 sau 2 copii ale unei alele mai mici) × timp (linia de bază, anul 1) × interacțiunea brațului de tratament (ILI, DSE) A fost utilizat un model genetic aditiv pentru toți markerii, cu genotipul codificat de un număr de alele mai mici. Prin urmare, toate efectele noastre asupra SNP pot fi interpretate ca afectând rezultatul interesului unei copii suplimentare a alelei mai mici corespunzătoare. Modelele au fost estimate în Spluse 8.2 23 folosind o probabilitate maximă limitată. Rezultatele longitudinale au fost în continuare ajustate în funcție de vârstă, sex, locul studiului și primele două elemente principale ale indicatorului de informații despre origine.

Am examinat în continuare măsura în care markerii genetici au prezis recurența creșterii în greutate în anul 4. Deoarece creșterea în greutate înseamnă scăderea inițială în greutate, am limitat analizele la cei care au pierdut 3% sau mai mult din greutatea inițială în primul an, în concordanță cu analizele anterioare de scădere în greutate din programul de prevenire a diabetului. 9 Interesul se concentrează asupra faptului dacă efectele SNP-urilor, dacă sunt prezente, pot fi calculate în medie pe toate brațele de tratament sau ar trebui prezentate într-un mod specific tratamentului (interacțiuni SNP × brațul de tratament). Au fost utilizate aceleași covariabile ca mai sus, cu adăugarea de 1 an.

Pentru a acomoda comparații multiple, am calculat numărul efectiv de loci genetici independenți utilizând analiza componentelor principale în conformitate cu recomandările lui Li și Ji. 24 Analiza componentei majore a matricei de corelație genotipică a 13 markeri de interes a identificat 10 loci independenți în probe albe complete și non-hispanice. Prin urmare, este posibil să menținem rata de eroare pe familie la 0,05 utilizând ajustarea Sidak pentru multiplicitate declarând doar acei markeri cu un nivel de semnificație nominală de 0,05. 105 = 0,055 semnificativ. de asemenea, discutați rezultatele cu valorile P. Cei 3 participanți alocați ILI au pierdut semnificativ mai multă greutate în primul și al patrulea an decât participanții DSE. Caracteristicile SNP, inclusiv alela riscului obezității identificate în literatura precedentă, sunt enumerate în Tabelul 2.

Relații genetice cu greutatea inițială

Asocierile genetice ale markerilor SNP cu greutatea inițială sunt enumerate în Tabelul 3. Alelele cu risc de obezitate din regiunile FTO, SH2B1 și QPCTL/GIPR prezic greutatea inițială în direcții conforme cu cercetările anterioare. Alelele de risc pentru markerii din aceste trei gene au fost asociate cu o greutate de bază crescută de 1,01 - 1,29 kg per copie. Au fost găsite asociații similare pentru IMC de bază (Tabelul 3), cu efecte ale IMC asupra alelei de risc variind de la 0,38-0,46.

Tabel în dimensiune completă

Asocieri genetice cu scădere în greutate în anul 1

Asocierile genetice ale setului complet de markeri SNP cu schimbare de greutate în anul 1 în ILI și DSE sunt enumerate în tabelul din apendicele 1. Niciun SNP nu a fost asociat semnificativ cu magnitudinea modificării greutății în ILI sau DSE sau a interacționat cu brațul de tratament în prezicerea gradul de schimbare a greutății.

Greutate din nou

Caracteristicile participanților pentru cei care au pierdut 3% sau mai mult în primul an de greutate la început sunt prezentate în Tabelul 1a. Asocierile genetice ale întregului set de markeri SNP cu greutatea anului 4 în acest subgrup sunt prezentate în Tabelul 4. Riscul alelic (A) alelei în FTO rs3751812 a fost semnificativ asociat cu recuperarea greutății în DSE (1.559 kg per alelă de risc, P = 0, 005), dar nu ILI (-0,092 kg per alelă de risc, P = 0,761), ducând la o interacțiune a brațului SNP x brațul de tratament (P = 0,009). Efecte similare au fost observate pentru FTOs rs1421085 și rs9922708.

Tabel în dimensiune completă

Un grafic regional al asocierii FTO cu schimbarea diferențială a greutății din nou prin ILI și DSE este prezentat în Figura Adițională 2. Interesant, rs3751812 și SNP în dezechilibrul joncțiunii nu prezintă cea mai puternică asociere cu schimbarea diferențială a greutății prin ILI și DSE. Un SNP, rs8061397, într-un bloc separat de dezechilibru de legătură este asociat cu o schimbare diferențială a masei între ILI și DSE (P = 6, 4 x 10-5), sugerând un posibil semnal suplimentar în regiune.

Într-o posibilă replicare a cercetărilor anterioare, alela de risc pentru obezitate (G) în BDNF rs6265 a fost asociată cu o greutate mai mare în brațele de tratament (0,773 kg per alelă de risc), deși rezultatele au avut o semnificație statistică marginală (P = 0,0551). Atunci când sunt combinate, SNP FTO și BDNF au reprezentat R2 = 1,43% din greutatea anului 4 în brațele de tratament.

discuţie

Această lucrare prezintă rezultatele celui mai mare studiu realizat până în prezent pentru a determina dacă SNP-urile asociate anterior cu obezitatea prezic pierderea în greutate ca răspuns la terapia comportamentală sau la recuperarea în greutate după un tratament de succes pentru pierderea în greutate. La prezicerea modificării greutății în anul 1, nu am găsit nicio asociere semnificativă a SNP-urilor cu magnitudinea pierderii în greutate sau interacțiunea SNP × tratate cu umărul, sugerând că factori comportamentali precum aderarea la recomandările de slăbire pot predomina în predicția inițială pierdere în greutate. Cu toate acestea, zona riscului de obezitate din cadrul FTO a fost semnificativ asociată cu recuperarea greutății în grupul de control, dar nu și în grupul de intervenție pentru stilul de viață, ducând la o interacțiune a brațului cu tratamentul SNP ×. Mai mult, variația în cadrul BDNF a fost asociată cu recuperarea greutății în toate brațele de tratament în replicarea rezultatelor anterioare în programul de prevenire a diabetului. 9 În general, aceste rezultate sugerează că alelele cu risc de obezitate nu par să fie un predictor puternic al magnitudinii pierderii în greutate ca răspuns la intervențiile comportamentale, dar pot fi asociate cu recuperarea în greutate după pierderea în greutate.

În general, descoperirile noastre îmbunătățesc cunoștințele existente despre implicațiile tratamentului locurilor susceptibilității obezității derivate din GWAS. Când s-a prezis schimbarea greutății în anul 1, nu s-au observat asociații semnificative de SNP cu magnitudinea pierderii în greutate în anul 1 sau cu interacțiunile SNP × ale brațelor în tratament. Cu toate acestea, identificăm FTO și BDNF ca fiind posibilii predictori ai recuperării în greutate după pierderea în greutate.