Kantonsspital St.Gallen
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Untersuchung epigenetischer Veränderungen in Spermien nach bariatrischen Operation zur Behandlung der ausgeprägten Adipositas

abstract

Hintergrund
Es gilt als ein biologisches Grundprinzip, dass Erfahrungen, welche während eines individuellen Lebens gewonnen werden nicht über das Erbgut an die nächste Generation weitergegeben werden.
Die Ergebnisse einer kürzlich in der renommierten Zeitschrift Nature veröffentlichten Arbeit (1), stellen diese gängige Evolutionstheorie ein Stück weit in Frage. In der Arbeit konnte gezeigt werden, dass die weiblichen Nachkommen von männlichen Ratten, welche zuvor sehr fettreich ernährt wurden und dadurch eine Adipositas sowie Insulinresistenz entwickelten, eine Reduktion ihrer pankreatischen Inselzellmasse sowie ihrer Insulinsekretion aufweisen. Hieraus lässt sich schlussfolgern, dass Umwelt- bzw. Lebensstilfaktoren offensichtlich genetische Informationen derart verändern können, dass der Metabolismus der Nachkommen wesentlich verändert wird. Es stellt sich die Frage, wie diese Informationstransmission von einer auf die nächste Generation stattfindet. Bedenkt man, dass ausschliesslich der männliche Teil der paternalen Generation mit einer fettreichen Diät behandelt wurde, so können die beobachteten Effekte nur über die in Spermien gespeicherten Erbinformationen vermittelt werden.
Am Kantonsspital St. Gallen (KSSG) werden jährlich etwa 180 bariatrische Operationen bei ausgeprägt adipösen Patienten durchgeführt (Männeranteil 25%). Die Operationen führen meist zu einer sehr ausgeprägten Gewichtsreduktion von etwa 25-35% des Ausgangsgewichts innerhalb eines Jahres (2) bedingt in erster Linie durch eine starke Veränderung des Ernährungsverhaltens (3). Vor diesem Hintergrund stellt eine bariatrische Operation ein hervorragendes Modell dar, um die Frage nach möglichen epigenetischen Veränderungen in Spermien im Rahmen von ausgeprägten Veränderungen der Ernährung sowie des Stoffwechsels weiter zu untersuchen.

Studienprotokoll
Im Rahmen dieser Studie soll das Sperma von Männern mit extrem ausgeprägter Adipositas (BMI >35 kg/m2) vor sowie 6 und 12 Monate nach Durchführung einer bariatrischen Operation auf epigenetische Veränderungen untersucht werden. In gleichen Intervallen soll das Sperma von normalgewichtigen Männern sowie von extrem adipösen Männern, welche sich keiner bariatrischen Operation unterziehen, im Sinne von Kontrollgruppen untersucht werden. Zu den gleichen Zeitpunkten der Sammlung der Spermaproben sollen die individuellen Ernährungsgewohnheiten mittels eines Ernährungsprotokolls erfasst, sowie Blutproben und Urin Proben gewonnen werden.
Die Stichprobengrösse soll 20 Männern pro Gruppe und somit insgesamt 60 Männer betragen. Zur Rekrutierung sollen Patienten des Interdisziplinären Adipositas-Zentrums des KSSG während einer regulären Konsultation gebeten werden, an der geplanten Studie teilzunehmen. Die gesunden Kontrollpersonen sollen aus dem Bekanntenkreis des Studienleiters sowie des Forschungsteams des Adipositaszentrum rekrutiert werden.
Nach der Sammlung des Spermas werden die Proben pseudonymisiert und bei -80° C im Adipositaszentrum bis zur Analyse eingefroren. Die Proben werden in der Arbeitsgruppe von Prof. H. Schiöth Abteilung für Neurowissenschaften, Universität Uppsala, Husargatan 31, 75124 Uppsala, Schweden analysiert. Es soll eine Genom-weite Analyse des Methylierungsstatus der entsprechenden Proben erfolgen.
Ziel der Studie ist es, als eine Art „proof of principles“ nachzuweisen, dass Umweltfaktoren das Erbgut der folgenden Generation durch epigenetische Veränderungen beeinflussen können. Der potenziell zu erlangende Erkenntnisgewinn erscheint enorm, da die Ergebnisse möglicherweise zu einer Weiterentwicklung der Evolutionstheorie und des damit zusammenhängenden biologischen Grundverständnis beitragen könnte. Auch könnten sich möglicherweise Konsequenzen für die klinische Praxis ergeben, indem die Ergebnisse Männer dazu motivieren könnten, bei geplanter Fortpflanzung zuvor eine Lebensstiloptimierung in Bezug auf ihre Ernährung und ihr Körpergewicht herbeizuführen.
Das Kantonsspital St. Gallen verfügt über eine Haftpflichtversicherung, die bei möglichen Schäden aufkommt. Eine Sponsorenbestätigung ist dem Antrag beigefügt.
   
type of project fundamental research
status completed
start of project 2012
end of project 2014
project manager Prof. Bernd Schultes