Eine neue Studie legt jedoch nahe, dass fast die Hälfte der Samoaner eine neu identifizierte und signifikante genetische Variante haben, die zum Fettleibigkeitsrisiko beiträgt; eine Variante, die unentdeckt geblieben war, bis sich die Forscher auf die Bevölkerung der Inseln konzentrierten. In Zellmodellen im Labor förderte diese „sparsame“ Variante eine effizientere Speicherung von mehr Fett.

„Eine bisher unbekannte genetische Variante in einem wenig untersuchten Gen steht in starkem Zusammenhang mit dem Body-Mass-Index (BMI) und anderen Adipositas-Maßen bei samoanischen Männern und Frauen, die wir 2010 untersucht haben“, sagte Stephen McGarvey, korrespondierender Autor der Veröffentlichung in Nature Genetics und Professor an der Brown University School of Public Health. Die Variante trage zwar dazu bei zu erklären, warum 80 Prozent der samoanischen Männer und 91 Prozent der samoanischen Frauen im Jahr 2010 übergewichtig oder fettleibig waren, sagte er, aber sie sei keineswegs ein dominierender Faktor.

„Obwohl wir eine genetische Variante mit einem vernünftigen biologischen Mechanismus gefunden haben, ist diese genetische Variante nur ein Teil der vielen Gründe für den hohen BMI und die Fettleibigkeit unter den Samoanern“, sagte er.

McGarvey führte die Studie zusammen mit einem Team von Kollegen der University of Pittsburgh, der University of Cincinnati und der Yale University sowie mit samoanischen Regierungsvertretern durch. Das Team fand eine einzige genetische Variante auf Chromosom 5, die nach Schätzung der Forscher mit einer etwa 35 Prozent höheren Wahrscheinlichkeit verbunden ist, fettleibig zu sein, als wenn man die Genvariante nicht hätte.

Dieses erhöhte Risiko ist zwar viel größer als alle anderen bekannten BMI-Risikovarianten, erklärt aber insgesamt nur etwa 2 Prozent der BMI-Variationen unter den Samoanern. Andere Faktoren wie Ernährung, körperliche Aktivität und frühkindliche Ernährung und Wachstum sind wichtig, und ihre Einflüsse auf Fettleibigkeit im Zusammenhang mit dieser Genvariante werden in zukünftigen Studien untersucht, sagte McGarvey.

In mehreren unabhängigen Stichproben von Menschen von den Inseln, insgesamt mehr als 5.000 Personen, die seit den 1990er Jahren untersucht wurden, hatten 7 Prozent der Freiwilligen zwei Kopien der Mutation und weitere 38 Prozent hatten eine Kopie. Die übrigen 55 Prozent der Samoaner in der Studie hatten die Variante nicht.

Diejenigen, die die Mutation hatten, wiesen mit größerer Wahrscheinlichkeit einen höheren BMI auf als diejenigen, die sie nicht hatten. Gleichzeitig war die Wahrscheinlichkeit, an Typ-2-Diabetes zu erkranken, bei denjenigen mit der Variante geringer. Dennoch haben die Samoaner auch eine der weltweit höchsten Raten dieser Krankheit.

Die Variante kommt in afrikanischen und europäischen Populationen praktisch nicht vor, so McGarvey, und ist bei Ostasiaten nur in sehr geringer Häufigkeit vorhanden.

Eine Variante untersuchen

Körpermaße, kardiovaskuläre und metabolische Gesundheitsindikatoren aus Blutproben wurden 2010 von Teilnehmern in 33 Dörfern auf Samoa von einem Feldteam unter der Leitung von Nicola Hawley, ehemals Brown und jetzt Assistenzprofessorin an der Yale University, gesammelt. Die Blutproben wurden in behelfsmäßigen Labors in den Dörfern aufbereitet und an die Universität von Cincinnati geschickt, wo die DNA extrahiert wurde. Dort wurden die DNA-Proben von über 3 000 erwachsenen Samoanern auf fast 1 Million Genvarianten im gesamten Genom jeder Person getestet (auch als Genotypisierung bezeichnet). Ranjan Deka, ein langjähriger Mitarbeiter von McGarvey bei genetischen Epidemiologiestudien bei Samoanern, und sein Kollege Guangyun Sun leiteten die Arbeit.

Die Statistikgenetiker Ryan Minster und Daniel Weeks von der University of Pittsburgh Graduate School of Public Health führten anhand der Genotypinformationen Analysen durch, um im gesamten Genom nach Signalen zu suchen, dass genetische Varianten mit dem BMI in Verbindung stehen könnten. Sie fanden heraus, dass eine Region auf Chromosom 5 stark mit dem BMI assoziiert war. Das Team untersuchte diese Region mit Hilfe präziserer DNA-Sequenzierung, Imputation (Vorhersage des Genotyps) und nachfolgender Genotypisierungsmethoden in der Stichprobe von 2010 und in Replikationsproben aus McGarveys früheren samoanischen Studien. Sie identifizierten eine „Missense“-Mutation mit der Bezeichnung „rs373863828“ im CREBRF-Gen als die mit einem höheren BMI verbundene Variante. Das Team fand heraus, dass die Mutation bewirkt, dass der Gencode die Aminosäure Glutamin in einem Protein spezifiziert, während das nicht mutierte Gen normalerweise Arginin spezifizieren würde.

Das Team musste jedoch die biologischen Mechanismen identifizieren, die für diesen genetischen Zusammenhang mit dem BMI verantwortlich sein könnten.

Sie wandten sich an den Molekulargenetiker Zsolt Urban von der University of Pittsburgh und die Endokrinologin Erin Kershaw, die ein Labormodell von Mäusefettzellen verwendeten, um festzustellen, was passiert, wenn die neuartige Missense-Mutation in die Fettzellen eingeführt wird. Zusammen mit Chi-Ting Su fanden sie heraus, dass die Fettzellen, die der Missense-Mutation ausgesetzt waren, mehr Fett speicherten und dies effizienter taten, indem sie weniger Energie verbrauchten. Außerdem schützte die Variante die Zellen genauso gut vor dem Hungertod wie die herkömmliche Version des Gens.

Eine evolutionäre Hypothese

Die Ergebnisse deuten auf eine evolutionäre Geschichte hin, sagte McGarvey, für die noch viele weitere archäologische, anthropologische und biologische Beweise erforderlich sind. Aber die Hypothese lautet wie folgt:

Die ersten Samoaner waren möglicherweise mit erheblicher Nahrungsunsicherheit konfrontiert, als sie zu den südpazifischen Inseln segelten und diese besiedelten. Diejenigen, die diese Genvariante besaßen, waren möglicherweise besser in der Lage, Energie aus der verfügbaren Nahrung zu gewinnen und zu speichern. Dies könnte zu einer natürlichen Selektion geführt haben, die diejenigen begünstigte, die diese „sparsame“ Genvariante trugen, so McGarvey, und könnte die bemerkenswerte Häufigkeit der Variante bei den heutigen Samoanern erklären.

Als moderne Annehmlichkeiten wie Kraftfahrzeuge und kalorienreiche Lebensmittel bei den Samoanern Einzug hielten, wurden sie, wie viele Menschen auf der Welt, anfälliger für Fettleibigkeit. Die seltene genetische Variante, die ihnen lange Zeit geholfen hatte, die Nahrungsmittelknappheit zu ertragen, so die Hypothese, könnte nun den BMI in einem ganz anderen Lebenskontext verschlimmern.

„Die Samoaner waren vor 200 Jahren nicht fettleibig“, stellte er fest. „

Eine der Entdeckungen, die von Weeks von der University of Pittsburgh geleitet wurde, ist, dass das Muster der genetischen Variante in der chromosomalen Region, die die entdeckte Genvariante umfasst, damit übereinstimmt, dass sie bei den alten Samoanern evolutionär ausgewählt wurde.

Ungeachtet dessen, wie sie entstanden ist, warnt McGarvey davor, die Entdeckung der Variante so zu verstehen, dass Fettleibigkeit für Samoaner unvermeidlich ist. Sie kann allenfalls ein etwas erhöhtes Risiko darstellen, wenn viele andere Faktoren wie Ernährung und körperliche Aktivität ins Spiel kommen.

„Verstehen Sie das nicht so, dass Sie Samoaner sind, und dass es Ihr Schicksal ist, fettleibig zu sein“, sagte McGarvey. „Wir glauben nicht, dass das wahr ist. Wir haben keine Beweise dafür, dass dies der Fall ist. Eine gesunde Ernährung und körperliche Aktivität sind nach wie vor der Schlüssel zu einem gesunden Gewicht.“