הגן המשותף שקשור להשמנת יתר של כלבים ובני אדם

עם השנים יותר ויותר אנשים בעולם מאמצים סגנון חיים מערבי, שיש לו יתרונות אך גם חסרונות. אחד החסרונות הבולטים הוא השמנת יתר (obesity), שהפכה נפוצה יותר ומשפיעה על מיליוני אנשים. אך השמנת יתר לא מוגבלת רק לאדם. גם כלבים, חברינו הנאמנים, סובלים מכך. מחקר חדש שהתפרסם בכתב העת Science גילה שהגן DENND1B קשור להשמנת יתר של כלבים ובני אדם גם יחד. הבנת תפקידו של הגן הזה עשויה לסייע בפיתוח טיפולים להשמנה.​

הכתבה פורסמה במקור באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי

מחקרים רבים מסתייעים בכלבים כדי להבין טוב יותר תהליכים ביולוגיים אצל בני אדם, ובהם השמנת יתר. הכלבים חיים לצידנו, חולקים איתנו סביבות מחיה דומות וחשופים לאותם שינויים סביבתיים שהפכו את ההשמנה לתופעה נפוצה: מזון זמין ועשיר בקלוריות לצד ירידה בפעילות הגופנית. בנוסף לכך, נוח להיעזר בכלבים גזעיים במחקר גנטי: תהליך הביות והברירה של תכונות יצר בתוך כל גזע של כלבים אוכלוסייה הומוגנית, שקל לאתר בה את השפעתו של שינוי גנטי יחיד על התנהגות או נטייה להשמנה. השילוב בין הדמיון הסביבתי עם הפשטות הגנטית מאפשר להסיק מממצאים אצל כלבים מסקנות לגבי מנגנונים שקיימים גם אצל האדם.

החיפוש אחרי הגן המשמין

במחקר נבדקו 241 כלבי לברדור רטריבר בוגרים בבריטניה – כולם חיות מחמד. הם גרים בבתים ואין להם בעיות ידועות בחילוף החומרים, או טיפול תרופתי שמשפיע על המשקל. הלברדור הוא אחד הגזעים הנפוצים ביותר וידוע בנטייתו להשמנה, לכן הוא גם נחקר רבות בתחום הגנטיקה של התיאבון והמשקל. החוקרים ניתחו את הגנים של הכלבים, השוו את הנתונים למדד השומן של הכלבים, אותו מדד שבעזרתו אפשר לאמוד השמנה או תת-משקל, וחיפשו שינויים גנטיים שיכולים להסביר את ההבדל במדד השומן.

החוקרים מצאו שלכלבים שנשאו גרסה מסוימת של הגן DENND1B היו בממוצע כ-7.5 אחוזים יותר שומן גוף מאשר לכלבים שהיו להם גרסאות אחרות של הגן. הגן הזה גמיש: גם אם יש בו שינויים הוא יפעל, אבל לפעמים בצורה קצת שונה.

הגן הזה נמצא אצל האדם והוא דומה ב-89 אחוזים לאותו גן אצל הכלבים. כשהחוקרים בדקו את הגן הזה אצל האדם, הם גילו שגם אצל האדם, כשהגן הזה שונה, מדד ההשמנה משתנה, אם כי ההשפעה של הגן נמוכה יותר מאשר אצל כלבי הלברדור.​

הגן, הקולטן וההשמנה

החוקרים מצאו שהגן משפיע על מסלול עצבי במוח שאחראי על ויסות התיאבון והוצאת האנרגיה, ובמרכז המסלול נמצא הקולטן MC4R (או בשמו המלא, Melanocortin 4). הקולטן הזה נמצא בתאים באזור ההיפותלמוס במוח, ומשפיע על בקרת התיאבון ואיזון האנרגיה בגוף. כשפעילותו של הגן תקינה, הוא מווסת את הפעילות של הקולטן כך שהמוח יצליח לווסת את תחושת השובע ואת הרצון לאכול בכמות שמספיקה לשם צריכת האנרגיה הדרושה, ולווסת גם את הוצאת האנרגיה.

כדי לשמור על משקל גוף תקין, פעילות הקולטן צריכה להיות מאוזנת – לא מעטה מדי ולא רבה מדי. החלבון שהגן מקודד אותו מסייע בוויסות הזה. כשווריאציה בגן משנה מעט את צורת החלבון, החלבון משנה את הפעילות שלו ומעכב את הפעילות של הקולטן. פעילות הקולטן פוחתת והמוח מפרש זאת כרעב. כתוצאה מכך יש יותר תיאבון, צורכים יותר מזון, ולעיתים פוחתת שריפת הקלוריות – שילוב שמאיץ הצטברות שומן ועלייה במשקל.

הממצא הזה משתלב עם ממצאים נוספים בגנטיקה של ההשמנה: גם גנים אחרים שמווסתים את הפעילות של הקולטן הזה, MC4R, קשורים לעלייה במשקל, מה שמעיד על כך שהמסלול הזה הוא נקודת מפתח בוויסות התיאבון.

ממחקר לטיפול

בשנים האחרונות הגיעו לשוק תרופות שמכילות את החומר הפעיל סמגלוטייד (Semaglutide). התרופות מאושרות לטיפול בסוכרת מסוג 2, ויעילות גם בהפחתת משקל. סמגלוטייד מחקה את פעילותו של ההורמון GLP-1, שמווסת תיאבון ומאט את התרוקנות הקיבה, וכך מגביר את תחושת השובע ומוביל לירידה במשקל. התרופה ניתנת רק במרשם רפואי ובהתייעצות עם רופא.

הבנת תפקידו של הגן DENND1B בוויסות תחושת הרעב והמשקל עשויה לסייע בפיתוח טיפולים נוספים להשמנת יתר. אם נצליח לווסת את פעילותם של הגן או של הקולטן MC4R, אולי נוכל להפחית השמנת יתר של אנשים עם נטייה גנטית לכך, ואף למנוע אותה. הממצאים האלה מדגישים את החשיבות של מחקר כלבים כדי להבין מנגנונים גנטיים שמשפיעים על השמנת האדם.​

למאמרים נוספים באתר מכון דוידסון לחינוך מדעי