Perché alcune persone mangiano quanto vogliono e rimangono magre mentre altre no. Nei topi, l'eliminazione genetica di ALK ha provocato animali magri con una marcata resistenza all'obesità indotta dalla dieta mentre l'assunzione di cibo non è stata modificata. I ricercatori hanno scoperto che l'ALK nell'ipotalamo controlla il dispendio energetico attraverso il controllo simpatico della lipolisi del tessuto adiposo. Il disegno illustra come il nostro patrimonio genetico determini il peso corporeo (aumento). Credito:©IMBA/Grafica IMP
Un notevole impatto sulla vita di molte persone è un effetto collaterale della quarantena dovuto all'epidemia globale di COVID-19. L'attività ridotta e la mancanza di sport mentre si consumano le stesse o anche quantità elevate di calorie possono causare rapidamente un notevole aumento di peso.
Sorprendentemente, alcune persone possono superare questo periodo senza ingrassare:conosciamo tutti queste persone che possono mangiare quello che vogliono ma non sembrano ingrassare.
Un consorzio di ricercatori internazionali tra cui scienziati dell'IMBA, dell'Università della Columbia Britannica, dell'Università di Medicina di Vienna e della Biobanca estone ha ora adottato un approccio unico:finora, la regolazione del metabolismo dei grassi si è concentrata principalmente sulla ricerca di geni legati all'obesità. Il team, tuttavia, è andato alla ricerca di geni legati alla magrezza o alla resistenza all'aumento di peso.
Al fine di identificare i geni di magrezza candidati, il team di ricerca ha condotto studi di associazione sull'intero genoma in una coorte di popolazione estone, profilando oltre 47.000 persone. Hanno confrontato individui magri con individui di controllo e sono stati quindi in grado di individuare ALK, che codifica per linfoma chinasi anaplastico, come gene candidato per la magrezza. ALK era noto principalmente per il suo coinvolgimento nel cancro, poiché è spesso mutato in più tumori. Tuttavia, la sua funzione fisiologica era in gran parte sfuggente.
Per verificare l'ipotesi che ALK sia coinvolto nella magrezza, i ricercatori hanno inattivato il gene ALK nei topi. Sorprendentemente, nonostante la normale assunzione e attività di cibo, i topi carenti di ALK erano più magri a causa di una massa grassa molto ridotta e sorprendentemente protetti contro l'obesità indotta dalla dieta rispetto ai controlli dei cuccioli di lettiera. È interessante notare che quando hanno abbattuto gli ortologhi ALK nel moscerino della frutta Drosophila melanogaster, hanno anche riscontrato un accumulo di grasso di trigliceridi significativamente inferiore, anche quando le mosche sono state alimentate con una dieta ricca di saccarosio.
Il primo autore Michael Orthofer del laboratorio Penninger spiega:“Utilizzando una tecnica chiamata calorimetria indiretta, potremmo dimostrare che i topi carenti di ALK mostrano un maggiore dispendio energetico. Ciò significa che bruciano più calorie rispetto ai topi normali e spiega perché rimangono magri anche se mangiano la stessa quantità di cibo. Oltre a ciò, questi animali mostrano anche una migliore tolleranza al glucosio."
L'ALK è più espresso in una regione cerebrale molto specifica chiamata nucleo paraventricolare (PVN) dell'ipotalamo. Quando gli scienziati hanno esaurito l'ALK in quest'area del cervello, è stata osservata una riduzione del peso corporeo simile rispetto ai modelli ad eliminazione diretta dell'ALK per tutto il corpo. È noto che il PVN è coinvolto nella regolazione dell'omeostasi energetica, sia attraverso le vie ormonali che il sistema nervoso simpatico, che utilizza la noradrenalina come neurotrasmettitore. In effetti, i livelli del neurotrasmettitore noradrenalina erano elevati sia nel grasso bianco che in quello bruno dei topi mutanti, indicando che la carenza di ALK aumenta il tono simpatico ai tessuti adiposi. Di conseguenza, i topi knockout per ALK hanno mostrato una maggiore scomposizione del grasso, il che spiega la loro bassa adiposità corporea e la resistenza all'aumento di peso.
“Questo rafforza l'idea che ALK sia effettivamente parte di un circuito cerebrale più ampio coinvolto nel dispendio energetico. Siamo molto entusiasti di questi risultati sulla genetica della magrezza e studieremo ulteriormente i meccanismi di come i neuroni che esprimono ALK sono in grado di controllare il peso. I nostri risultati evidenziano anche l'importante potenziale terapeutico dell'inibizione di ALK", afferma Josef Penninger, leader del gruppo IMBA e direttore fondatore, che ora è direttore del Life Sciences Institute della University of British Columbia.
Per ulteriori informazioni su questa ricerca, leggi gli scienziati identificano il gene legato alla magrezza.
Riferimento:"Identification of ALK in Thinness" di Michael Orthofer, Armand Valsesia, Reedik Mägi, Qiao-Ping Wang, Joanna Kaczanowska, Ivona Kozieradzki, Alexandra Leopoldi, Domagoj Cikes, Lydia M. Zopf, Evgenii O. Tretiakov, Egon Demetz, Richard Hilbe, Anna Boehm, Melita Ticevic, Margit Nõukas, Alexander Jais, Katrin Spirk, Teleri Clark, Sabine Amann, Maarja Lepamets, Christoph Neumayr, Cosmas Arnold, Zhengchao Dou, Volker Kuhn, Maria Novatchkova, Shane JF Cronin, Uwe JF Tietge, Simone Müller, J. Andrew Pospisilik, Vanja Nagy, Chi-Chung Hui, Jelena Lazovic, Harald Esterbauer, Astrid Hagelkruys, Ivan Tancevski, Florian W. Kiefer, Tibor Harkany, Wulf Haubensak, G. Gregory Neely, Andres Metspalu, Jorg Hager, Nele Gheldof e Josef M. Penninger, 21 maggio 2020, Cella .
DOI:10.1016/j.cell.2020.04.034
IMBA — Institute of Molecular Biotechnology — è uno dei principali istituti di ricerca biomedica in Europa che si occupa di tecnologie all'avanguardia delle cellule staminali, genomica funzionale e biologia dell'RNA. IMBA si trova presso il Vienna BioCenter, il vivace cluster di università, istituti di ricerca e aziende biotecnologiche in Austria. IMBA è una filiale dell'Accademia austriaca delle scienze, il principale sponsor nazionale della ricerca accademica non universitaria. La ricerca sulle cellule staminali e sugli organoidi dell'IMBA è finanziata dal Ministero Federale Austriaco della Scienza e dalla Città di Vienna.
