En ny studie visar dock att nästan hälften av samoanerna har en nyupptäckt och viktig genetisk variant som bidrar till risken för fetma, en variant som inte hade upptäckts förrän forskarna fokuserade på öarnas befolkningar. I cellmodeller i laboratoriet främjade denna ”sparsamma” variant en effektivare lagring av mer fett.
”En tidigare okänd genetisk variant i en understuderad gen är starkt förknippad med BMI-nivåer (Body Mass Index) och andra adipositetsmått hos samoanska män och kvinnor som vi studerade 2010”, säger Stephen McGarvey, korresponderande författare till artikeln i Nature Genetics och professor vid Brown University School of Public Health. Även om varianten bidrar till att förklara varför 80 procent av de samoanska männen och 91 procent av de samoanska kvinnorna var överviktiga eller feta 2010, sade han, är den på intet sätt en dominerande faktor.
”Även om vi har hittat en genetisk variant med en rimlig biologisk mekanism, är denna genetiska variant bara en del av de många anledningarna till de höga nivåerna av BMI och fetma bland samoaner”, sade han.
McGarvey med ett team av kollegor vid University of Pittsburgh, University of Cincinnati och Yale University samt samoanska regeringstjänstemän genomförde studien. Teamet hittade en enda genetisk variant på kromosom 5 som enligt forskarnas uppskattning är förknippad med cirka 35 procent högre odds för att vara överviktig jämfört med om man inte hade genvarianten.
Samoans denna förhöjda risk är visserligen mycket större än någon annan känd vanlig riskvariant för BMI, men totalt sett förklarar den bara cirka 2 procent av variationen i BMI bland samoaner. Andra faktorer som kost, fysisk aktivitet och näring och tillväxt i det tidiga livet är viktiga, och deras påverkan på fetma i samband med denna genvariant kommer att undersökas i framtida studier, sade McGarvey.
I flera oberoende prover av människor från öarna, sammanlagt mer än 5 000 individer som studerats sedan 1990-talet, hade 7 procent av de frivilliga två kopior av mutationen och ytterligare 38 procent hade en kopia. De övriga 55 procenten av samoanerna i studien hade inte varianten.
De som hade den var mer benägna att ha ett högre BMI än de som inte hade den. Samtidigt var det mindre sannolikt att de med varianten hade utvecklat typ 2-diabetes. Trots detta har samoaner också bland världens högsta siffror för detta tillstånd.
Men varianten är praktiskt taget obefintlig i afrikanska och europeiska befolkningar, sade McGarvey, och förekommer endast i mycket låg frekvens bland östasiater.
Vetar en variant
Kroppsmätningar, kardiovaskulära och metabola hälsoindikatorer från blodprover samlades in från deltagare som bodde i 33 byar i hela Samoa 2010 av ett fältteam som leddes av Nicola Hawley, tidigare vid Brown och nu biträdande professor vid Yale University. Blodproverna bearbetades i provisoriska laboratorier i byarna och skickades till University of Cincinnati där DNA extraherades. Där testades (även kallat genotypning) DNA-proverna med avseende på nästan 1 miljon genvarianter i varje persons hela arvsmassa för över 3 000 vuxna samoaner. Ranjan Deka, som länge samarbetat med McGarvey i genetiska epidemiologiska studier av samoaner, och hans kollega Guangyun Sun ledde arbetet.
Statistiska genetiker Ryan Minster och Daniel Weeks vid University of Pittsburgh Graduate School of Public Health utförde analyser med hjälp av informationen om genotyperna för att leta efter signaler i hela genomet som tyder på att genetiska varianter kan ha ett samband med BMI. De fann att en region på kromosom 5 var starkt associerad. Teamet fördjupade sig i den regionen med hjälp av mer exakt DNA-sekvensering, imputering (förutsägelse av genotyp) och uppföljande genotypningsmetoder i 2010 års prov och replikeringsprov från McGarveys tidigare samoanska studier. De identifierade en ”missense”-mutation kallad ”rs373863828” i CREBRF-genen som den variant som förknippas med högre BMI. Teamet fann att effekten av mutationen är att den får genens kod att specificera aminosyran glutamin i ett protein när den omuterade genen normalt skulle specificera arginin.
Men teamet behövde identifiera de biologiska mekanismer som kan vara ansvariga för detta genetiska samband med BMI.
De vände sig till molekylärgenetikern Zsolt Urban från University of Pittsburgh och endokrinologen Erin Kershaw, som använde en laboratoriemodell av fettceller från möss för att fastställa vad som händer när den nya missense-mutationen förs in i fettcellerna. Tillsammans med Chi-Ting Su fann de att de fettceller som utsattes för missense-mutationen lagrade mer fett och gjorde det mer effektivt och använde mindre energi. Dessutom skyddade varianten cellerna mot död inducerad av svält lika bra som den vanliga versionen av genen gjorde.
En evolutionär hypotes
Fynden antyder en evolutionär historia, sade McGarvey, för vilken det behövs mycket mer arkeologiska, antropologiska och biologiska bevis. Men hypotesen går ut på följande:
De tidigaste samoanerna kan ha ställts inför en betydande osäkerhet när de seglade till och bosatte sig på öarna i södra Stilla havet. De som hade denna genvariant kan ha haft en effektivare förmåga att utvinna och lagra energi från den tillgängliga maten. Detta kan ha lett till att det naturliga urvalet gynnade dem som bar denna ”sparsamma” genvariant, säger McGarvey, och skulle kunna förklara den anmärkningsvärda frekvensen av varianten hos samoaner i dag.
När moderna bekvämligheter som motorfordon och kaloririka livsmedel blev vanliga bland samoaner, blev de, liksom många andra människor runt om i världen, mer benägna att drabbas av fetma. Den sällsynta genetiska variant som länge hade hjälpt dem att uthärda livsmedelsbrist, enligt hypotesen, kan nu i viss mån förvärra BMI i en helt annan livsstilskontext.
”Samoaner var inte överviktiga för 200 år sedan”, konstaterade han. ”Genen har inte förändrats så snabbt – det är näringsmiljön som förändrats så snabbt.”
Ett av resultaten, som leds av Weeks från University of Pittsburgh, är att mönstret av genetiska varianter i den kromosomala region som omfattar den upptäckta genvarianten stämmer överens med att den har valts ut evolutionärt bland de gamla samoanerna.
Oavsett hur den har uppstått varnade McGarvey starkt för att ta upptäckten av varianten till intäkt för att fetma på något sätt är oundvikligt för samoaner. På sin höjd kan den stå för en något förhöjd risk när många andra faktorer som kost och fysisk aktivitet spelar in.
”Ta inte detta som att ’du är samoan, du är förutbestämd att bli överviktig'”, sade McGarvey. ”Vi tror inte att det är sant. Vi har inga bevis för att så är fallet. En hälsosam kost och fysisk aktivitet är fortfarande nyckeln till att bibehålla en hälsosam vikt.”