Sel-sel lemak dapat mempertahankan 'memori' obesitas bahkan setelah penurunan berat badan

Perubahan epigenetik yang disebabkan oleh obesitas dapat memiliki efek jangka panjang, mengubah aktivitas gen dan fungsi sel lemak bahkan setelah berat badan turun.

Dalam studi terkini yang diterbitkan di jurnal Nature, tim ilmuwan meneliti bagaimana jaringan adiposa, khususnya sel lemak, mempertahankan perubahan transkripsi bahkan setelah penurunan berat badan yang signifikan, yang berpotensi menyebabkan kecenderungan untuk naiknya berat badan kembali.

Dengan menggunakan teknik pengurutan asam ribonukleat (RNA) yang canggih, para peneliti mempelajari perubahan seluler dan genetik yang persisten ini untuk lebih memahami dampak jangka panjang obesitas pada kesehatan metabolisme.

Obesitas menimbulkan risiko kesehatan yang serius dan hampir pasti menyebabkan penyakit metabolik yang terkait dengan regulasi insulin dan penyakit kardiovaskular. Penurunan berat badan yang efektif, baik melalui diet, perubahan gaya hidup, pengobatan, operasi, atau kombinasi dari semuanya, sangat penting untuk mengelola obesitas. Namun, salah satu tantangan utama dalam pengobatan obesitas tetaplah fenomena "yo-yo", di mana orang-orang mengalami kenaikan berat badan setelah awalnya kehilangannya.

Penelitian menunjukkan bahwa kenaikan berat badan ini mungkin merupakan hasil dari suatu bentuk memori metabolik persisten yang bertahan bahkan setelah berat badan turun dan diekspresikan dalam berbagai jaringan, seperti jaringan adiposa, hati, dan sel imun. Mekanisme epigenetik, yang memengaruhi ekspresi gen tanpa mengubah urutan DNA, mungkin memainkan peran kunci dalam mempertahankan efek ini.

Meskipun ada kemajuan terkini, mekanisme seluler yang mendasari memori obesitas ini dan dampaknya terhadap manajemen berat badan jangka panjang masih belum jelas. Oleh karena itu, dalam penelitian ini, para peneliti menganalisis persistensi perubahan terkait obesitas pada jaringan adiposa pada manusia dan tikus.

Mereka mengumpulkan biopsi lemak subkutan dan lemak omentum (jenis lemak khusus di rongga perut) dari orang yang mengalami obesitas sebelum dan dua tahun setelah penurunan berat badan akibat operasi bariatrik. Untuk memastikan perbandingan yang andal, mereka juga menyertakan biopsi jaringan yang sama dari orang dengan berat badan normal. Sampel-sampel ini diproses menggunakan sekuensing RNA nukleus tunggal (snRNA-seq) untuk menangkap pola ekspresi gen dalam ribuan sel dan menganalisis perubahan yang terkait dengan obesitas.

Untuk percobaan tikus, para peneliti menggunakan model tikus dengan penanda khusus untuk jaringan adiposa, yang memungkinkan pembuatan profil perubahan transkripsi dan epigenomik secara tepat. Tikus dibagi menjadi beberapa kelompok berdasarkan paparan terhadap makanan berlemak tinggi dan penurunan berat badan berikutnya. Sampel jaringan adiposa dikumpulkan, dan setelah nukleus diisolasi dari sel, snRNA-seq dilakukan untuk mengidentifikasi perubahan genetik yang tertahan dalam nukleus.

Para peneliti juga menggunakan ATAC-seq (analisis kromatin yang dapat diakses transposase dengan pengurutan) untuk menilai aksesibilitas kromatin dalam adiposit dan mengidentifikasi tanda epigenetik. Selain itu, analisis modifikasi histon dilakukan untuk menentukan perubahan dalam regulasi ekspresi gen dalam berbagai jenis sel jaringan adiposa.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa jaringan adiposa pada manusia dan tikus mempertahankan perubahan transkripsi dan epigenetik yang signifikan setelah penurunan berat badan yang signifikan. Sampel jaringan adiposa manusia yang dikumpulkan sebelum dan dua tahun setelah operasi bariatrik menunjukkan perubahan yang terus-menerus dalam profil ekspresi gen, terutama pada adiposit. Perubahan ini mencakup aktivitas gen yang terkait dengan proses metabolisme, peradangan, dan pensinyalan sel.

Profil epigenetik pada tikus menunjukkan bahwa adiposit juga menyimpan penanda yang menunjukkan paparan obesitas sebelumnya. Penanda ini tetap ada bahkan setelah berat badan turun, yang menunjukkan perkembangan "memori" epigenetik yang memengaruhi respons seluler.

Para peneliti memperhatikan bahwa modifikasi histon, yang merupakan pengatur epigenetik utama aktivitas gen, dipertahankan pada tikus yang sebelumnya mengalami obesitas. Memori epigenetik ini membuat sel lebih rentan terhadap kenaikan berat badan kembali saat kembali terpapar makanan berlemak tinggi, yang menyebabkan kenaikan berat badan lebih cepat dibandingkan dengan tikus yang sebelumnya tidak mengalami obesitas.

Lebih jauh, penelitian menemukan bahwa perubahan ini terjadi terutama pada adiposit, tetapi juga diamati pada jenis sel lemak lainnya, yang menunjukkan efek jaringan yang luas. Temuan ini menyoroti peran tanda epigenetik persisten dalam obesitas dan menunjukkan bagaimana tanda tersebut dapat berkontribusi pada kenaikan berat badan bahkan setelah intervensi yang berhasil.

Sebagai kesimpulan, hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan seluler dan epigenetik yang disebabkan oleh obesitas dapat menyebabkan individu mengalami kenaikan berat badan kembali karena memori yang tersimpan dalam sel lemak. Memahami perubahan yang terus-menerus ini dapat membantu mengembangkan perawatan di masa mendatang yang bertujuan untuk menghilangkan memori seluler akibat obesitas. Mengganggu memori ini dapat meningkatkan keberhasilan jangka panjang intervensi penurunan berat badan dan meningkatkan kesehatan metabolisme orang dengan obesitas.