Mitochondia, bigenomes and epigenomes in obesity transmission

Abstract

INTRODUÇÃO: A obesidade é uma epidemia de saúde global que afeta mais de 650 milhões de pessoas em todo o mundo. É causada por uma complexa interação de fatores genéticos e ambientais, incluindo dietas hipercalóricas, estilos de vida sedentários e stresse pré-natal. Mecanismos epigenéticos e mitocondriais também foram implicados na transmissão multigeracional da obesidade e das doenças relacionadas. Esta revisão visa identificar biomarcadores genómicos que possam ajudar a compreender os mecanismos intergeracionais da obesidade e orientar o desenvolvimento de intervenções de saúde pública para prevenir resultados de saúde adversos.MÉTODOS: Uma pesquisa eletrónica de artigos científicos centrada na ligação entre obesidade, genética, epigenética e fatores mitocondriais, foi realizada utilizando as bases de dados Pubmed, Web of Science e Scopus. A pesquisa foi limitada a artigos escritos em Inglês sobre obesidade materna durante a gravidez e os seus efeitos na descendência, com foco em indivíduos do sexo feminino. Foram excluídos estudos realizados em modelo animal e artigos que não faziam referência a gravidez ou IMC, bem como os que se centravam principalmente em intervenções sobre o estilo de vida. Dos 1.682 artigos, 97 foram incluídos para análise. Após análise de texto integral, 57 foram excluídos, restando 35 artigos para inclusão na discussão desta revisão.RESULTADOS E DISCUSSÃO: A herança da obesidade é influenciada por uma complexa interação de fatores genéticos, epigenéticos e mitocondriais, bem como de estilo de vida. Embora existam formas poligénicas e monogénicas de obesidade hereditária, as modificações epigenéticas, tais como a metilação genética e as alterações nas histonas, desempenham um papel significativo na regulação da expressão genética e das vias metabólicas. A disfunção mitocondrial, caracterizada pela redução da produção de ATP e pelo aumento do stresse oxidativo, tem também sido associada a obesidade materna e a disfunção placentária. Estes fatores contribuem para o desenvolvimento da obesidade, salientando a importância de uma compreensão abrangente dos mecanismos genéticos e epigenéticos subjacentes à doença.CONCLUSÃO: A obesidade materna está fortemente ligada à programação pré-natal da descendência, como corroborado por investigações prévias na área. No entanto, devido à complexa patogénese da obesidade e à sua associação com outras doenças metabólicas, é difícil isolar o seu efeito específico na programação fetal. São necessários estudos de coorte longitudinais, com amostras diversificadas e um acompanhamento extensivo, para abordar estas limitações. Além disso, intervenções que visam a dieta e o exercício em mulheres grávidas poderão complementar os índices de risco genético na formulação de algoritmos clínicos de saúde pública.

INTRODUCTION: Obesity is a global health crisis affecting over 650 million people worldwide. It is caused by a complex interplay of genetic and environmental factors, including high-caloric diets, sedentary lifestyles, and prenatal stress. Epigenetic and mitochondrial mechanisms have also been implicated in the multigenerational transmission of obesity and its related diseases. This review aims to identify genomic biomarkers that can aid in understanding the intergenerational mechanisms of obesity and guide the development of public health interventions to prevent adverse health outcomes.METHODS: An electronic search for scientific articles focused on the connection between obesity, genetics, epigenetics, and mitochondrial factors was performed using Pubmed, Web of Science and Scopus databases. The search was limited to English articles on maternal obesity during pregnancy and its effects on offspring, with a focus on female subjects. Animal model studies and articles that did not refer to pregnancy or BMI were excluded, as were those focusing primarily on lifestyle interventions. Out of 1,682 articles, 97 were included for analysis. After full-text analysis, 57 were excluded, remaining 35 articles for inclusion in the discussion of this review.RESULTS AND DISCUSSION: The inheritance of obesity is influenced by a complex interplay of genetic, epigenetic, and mitochondrial factors, as well as lifestyle. While polygenic and monogenic forms of inherited obesity exist, epigenetic modifications such as DNA methylation and histone modifications play a significant role in regulating gene expression and metabolic pathways. Mitochondrial dysfunction, characterized by reduced ATP production and increased oxidative stress, has also been linked to maternal obesity and disrupted placental function. These factors contribute to the development of obesity, emphasizing the importance of a comprehensive understanding of the genetic and epigenetic mechanisms underlying the disease.CONCLUSION: Maternal obesity is strongly linked to prenatal programming of offspring, as supported by previous research. However, due to the complex pathogenesis of obesity and its association with other metabolic diseases, it is difficult to isolate its unique effect on foetal programming. Longitudinal cohort studies with diverse samples and extensive follow-up are necessary to address these limitations. Additionally, interventions targeting diet and exercise in pregnant women could complement genetic risk scores in the design of clinical public health algorithms.