Assessment of genetic variants and lifestyle determinants in obesity-related traits modifications

Abstract

Excess weight is seen as sine qua non for the manifestation of cardiometabolic comorbidities. The dramatic increase in obesity prevalence is attributed both to the existence of favorable external stimuli and to their interactions with favorable genetic makeup. The preventable nature of the disorder renders its successful prevention and treatment a priority in the effort to tackle non-communicable disease (NCD) prevalence. In an effort to deepen the understanding of the modus operandi of the multifactorial obesity aetiology, the present thesis sought to investigate gene-lifestyle and -diet interactions on the formation and modification of obesity-related traits.The study used data from 202 participants of the iMPROVE cohort to investigate a hypocaloric diet of different macronutrient composition in anthropometric and lifestyle indices of Greek adults. Similar parameters were explored in adolescent populations, using data from 766 and 287 participants of the TEENAGE and STANISLAS Studies. Lastly, a Polygenic Risk Score (PRS) for adult Body Mass Index (BMI) was created using data from the NAFLD, THISEAS and OSTEOS studies. Different macronutrient content did not affect changes in the iMPROVE participants. Carriers of the BMI alleles for the FTO-rs1421085 and MC4R-rs17782313 variants showed reduced rates of weight loss. In the adolescent populations, a VEGF-A unweighted genetic risk score was associated with increased levels of BMI, systolic blood pressure (SBP) and reduced high-density cholesterol (HDL-C). Lastly, the constructed PRS for BMI accounted for an overall 2.3% of the observed BMI variance in the three studies. Assessment of the nutrigenetic associations displayed interesting results in both adult and adolescent populations of European ancestry, laying the ground for future work in the field.

Η ύπαρξη υπερβάλλοντος βάρος αποτελεί βασικό βοηθητικό παράγοντα για την εκδήλωση καρδιομεταβολικών νοσημάτων. Η δραματική αύξηση της παγκόσμιας συχνότητας της παχυσαρκίας αποδίδεται τόσο στην ύπαρξη ευνοϊκών εξωτερικών ερεθισμάτων όσο και στην αλληλεπίδρασή τους με ευνοϊκούς προδιαθεσικούς γενετικούς παράγοντες. Η αποτρέψιμη φύση της διαταραχής κάνει την ανάγκη για αποτελεσματική πρόληψη και αντιμετώπισή της προτεραιότητα στην προσπάθεια αντιμετώπισης και άλλων μη μεταδοτικών ασθενειών. Σε μια προσπάθεια εμβάθυνσης της κατανόησης των μηχανισμών της πολυπαραγοντικής αιτιολογίας της παχυσαρκίας, η παρούσα εργασία διερεύνησε αλληλεπιδράσεις γονιδίων και παραγόντων τρόπου ζωής και διατροφής στη διαμόρφωση χαρακτηριστικών που σχετίζονται με αυτή. Η μελέτη χρησιμοποιήσε δεδομένα από 202 συμμετέχοντες της μελέτης iMPROVE για να εξετάσει το αντίκτυπο μιας υποθερμιδικής δίαιτας διαφορετικού μακροθρεπτικού περιεχομένου σε ανθρωπομετρικούς δείκτες και δείκτες του τρόπου ζωής Ελλήνων ενηλίκων. Παρόμοιες παράμετροι εξετάστηκαν και σε εφηβικούς πληθυσμούς, χρησιμοποιώντας δεδομένα από 766 και 287 συμμετέχοντες των μελετών TEENAGE και STANISLAS. Τέλος, ένα πολυγονιδιακό σκορ κινδύνου (ΠΣΚ) για το Δείκτη Μάζας Σώματος (ΔΜΣ) ενηλίκων δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας δεδομένα από τις μελέτες NAFLD, THISEAS και OSTEOS. Το διαφορετικό μακροθρεπτικό περιεχόμενο δεν επηρέασε τις αλλαγές που παρατηρήθηκαν στους συμμετέχοντες της μελέτης iMPROVE. Φορείς των αλληλομόρφων των παραλλαγών FTO-rs1421085 και MC4R-rs17782313 που συσχετίζονται με το ΔΜΣ έδειξαν μειωμένη απώλεια βάρους μετά την παρέμβαση. Στους εφηβικούς οληθυσμούς, ένα γενετικό σκορ κινδύνου για αυξημένα επίπεδα VEGF-A συσχετίστηκε με αυξημένο ΔΜΣ, συστολική πίεση και μειωμένη χοληστερόλη HDL. Τέλος, το ΠΣΚ για το ΔΜΣ ενηλίκων παρουσίασε περαιτέρω επεξήγηση του δείκτη κατά 2.3% στο δείγμα των τριών μελετών. Η αξιολόγηση διατροφογενετικών συσχετίσεων οδήγησε στη διαμόρφωση ενδιαφέροντων αποτελεσμάτων σε πληθυσμούς ενηλίκων και εφήβων, θέτοντας τις βάσεις για περαίτερω μελλοντική έρευνα στο πεδίο.