Noi perspective asupra biologiei și factorilor de risc ai obezității infantile

Obezitatea infantilă, caracterizată printr-o acumulare mare de țesut adipos, rămâne o amenințare majoră la adresa sănătății publice, fiind asociată cu riscuri metabolice și cardiovasculare pe termen lung. Studiile anterioare au arătat că nu toți copiii cu obezitate prezintă complicații metabolice, existând variații interindividuale semnificative în ceea ce privește fenotipul și comorbiditățile asociate. Pentru a înțelege mai bine mecanismele biologice complexe care stau la baza obezității și disfuncției metabolice din copilărie, un grup de cercetători a utilizat o abordare multi-omică cuprinzătoare, integrând mai multe straturi moleculare (de la metilare ADN și microARN până la proteine și metaboliți din sânge), alături de factori prenatali de mediu și stil de viață.
Cercetătorii de la Institutul pentru Sănătate Globală din Barcelona (ISGlobal) au folosit date din proiectul Human Early Life Exposome (HELIX), care include copii din două regiuni europene (nord-vest și sud-mediteranean). Printr-un design de tip „multi-omics clustering”, s-au selectat și analizat aproximativ 1.379 de biomarkeri relevanți pentru obezitate și au fost comparate rezultatele cu mai multe parametri clinici (indice de masă corporală, circumferință talie, compoziție corporală, niveluri de insulină și colesterol, statut metabolic sănătos sau nesănătos).

Pentru a obține informații despre factorii prenatali care pot influența apariția obezității, cercetătorii au evaluat și 37 de factori de mediu ai mamei în timpul sarcinii (de la indicele de masă corporală preconcepțional până la expunerea la diverse substanțe chimice sau contaminanți).

Rezultate

Identificarea clusterelor moleculare

După aplicarea metodologiei de integrare a datelor, cercetătorii au identificat trei grupuri moleculare distincte la copiii din zona nord-vestică, iar acestea au fost replicate în mod similar la copiii din regiunea sudică.  

• Clusterul A a prezentat, în general, un profil metabolic mai favorabil.  
• Clusterul C a fost marcat de cea mai severă disfuncție metabolică: valori mai ridicate ale indicelui de masă corporală, ale tensiunii arteriale și ale insulinemiei, dar și un profil inflamator crescut.  
• Clusterul B a avut un profil intermediar, mai ales din punct de vedere al masei adipoase, însă cu manifestări metabolice mai puțin pronunțate decât clusterul C.

Biomarkeri și căi biologice implicate

Pentru a identifica moleculele care contribuie cel mai mult la diferențierea clusterelor, s-au utilizat metode de tip machine learning (XGboost) și s-au calculat valorile SHAP (SHapley Additive exPlanation).  

• Clusterul C a avut un aport important din partea unor microARN (de exemplu, hsa-miR-23a-3p, hsa-miR-21-5p și hsa-miR-130a-3p), a unor profiluri specifice de transcripție genică (implicate în semnalizarea imună și inflamație), precum și a unor proteine circulante proinflamatorii (TNF, IL-6, CRP).  
• Analiza de căi moleculare a arătat o implicare puternică a sistemului imun și a inflamației (căi de tip MAPK, TNF, IL-1) alături de căi ce reglează răspunsul insulinic și funcția endotelială.  
• În plus, s-au observat modificări la nivelul unor metaboliți importanți, precum aminoacizi cu catenă ramificată (valină) și niveluri scăzute de glicină, asociați frecvent cu insulinorezistență și risc cardiovascular.

Influența factorilor prenatali

Cercetătorii au investigat și modul în care expunerea prenatală poate contribui la configurarea profilului multi-omics al copiilor:  

• În regiunea nord-vestică, indicele de masă corporală al mamei înainte de sarcină și nivelurile sanguine ale PFOA (perfluorooctanoat) din timpul sarcinii au crescut riscul de apartenență la clusterul C, caracterizat de o disfuncție metabolică severă.  
• În regiunea sud-mediteraneană, nivelurile mai mari de mercur la mamă au fost asociate cu probabilitatea crescută ca un copil să facă parte din clusterul C.  

Acești factori pot fi însă potențial modulați prin intervenții comportamentale sau prin reglementări privind expunerea chimică, pentru a reduce riscul de obezitate și complicații.

Concluzii

Studiul evidențiază faptul că obezitatea infantilă este un fenomen heterogen la nivel molecular, iar analizele multi-omice pot identifica subgrupuri de copii cu profiluri clinice și biologice distincte. Clusterul cu cel mai pronunțat risc metabolic a prezentat nu doar o rată crescută de obezitate, ci și markeri importanți de inflamație, semnalizare insulinică alterată și disfuncție endotelială, asocieri care ar putea contribui la dezvoltarea ulterioară a bolilor cardiovasculare.

Concluziile despre factorii prenatali subliniază importanța prevenției timpurii: intervențiile care vizează reducerea excesului ponderal al mamei înainte de concepție și limitarea expunerii la poluanți chimici în sarcină pot avea efecte benefice asupra sănătății copilului pe termen lung.

Rezultatele pun accent pe necesitatea unor programe de prevenție și intervenție personalizate, care să ia în considerare atât componenta genetică și moleculară, cât și mediul prenatal și obiceiurile de viață. Printr-o mai bună înțelegere a acestor mecanisme și a factorilor de risc, se pot stabili strategii țintite de reducere a poverii obezității în rândul copiilor și de prevenire a complicațiilor metabolice și cardiovasculare ulterioare.