Influence of physical activity on the association between FTO and SLC6A4 genetic variants and obesity among Portuguese children

Abstract

A obesidade tornou-se um grave problema de saúde pública, e o seu impacto é mais saliente em países industrializados. É amplamente aceite que a obesidade é uma condição complexa e multifatorial, com um importante componente genético. Em 2007, foi identificado o primeiro polimorfismo de nucleótido simples (SNP) no gene FTO (rs9939609) através de um estudo de associação genómica (GWAS). Desde então, muitos outros loci têm sido encontrados associados à obesidade.O principal objetivo deste trabalho foi investigar a associação com obesidade e outras variáveis antropométricas como o peso, altura, IMC, IMC z-score, circunferência da cintura, relação cintura / estatura e mediadas de dobras cutâneas do SNP FTO rs9939609 e de dois polimorfismos no gene SLC6A4 (5-HTTLPR e STin2), numa amostra de crianças portuguesas. Além disso, foram também testados efeitos da interação entre os polimorfismos genéticos e atividade física para a obesidade.Os parâmetros antropométricos e a atividade física foram medidos numa amostra aleatória de 645 crianças (321 sexo feminino e 324 sexo masculino) entre os 3-11 anos de idade, provenientes de várias escolas públicas da região centro do país. A atividade física foi medida durante 7 dias com o acelerômetro Actigraph. Os pontos-de-corte do International Obesity Task Force (IOTF) foram usados para definir obesidade. A genotipagem dos dois polimorfismos do gene SLC6A4 (5-HTT), 5-HTTLPR e STin2, foi realizada pela Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) seguida de eletroforese em gel de agarose. O SNP FTO rs9939609, foi genotipado por PCR em tempo real com sondas TaqMan. Para os estudos de associação, a população foi dividida em dois grupos de acordo com a idade: um grupo com idade entre os 3-6 anos e um segundo grupo com idades entre os 7-11 anos. Os indivíduos com obesidade e excesso de peso foram incluídos num único grupo.O polimorfismo FTO rs9939609 mostrou uma associação estatisticamente significativa com o IMC Z-Score (P = 0,04) e associações marginais foram encontradas com o IMC (P = 0,07) e WHtR (P = 0,07) em crianças com idade entre 7-11 anos. Além disso, foi encontrada uma associação marginal com o risco de excesso de peso/obesidade (P = 0,087), e uma forte associação com o risco de obesidade abdominal (P = 4,5 x10-4) em crianças com idade 7-11 anos. Quando a população foi estratificada por atividade física, várias associações estatisticamente significativas foram observadas com parâmetros antropométricos como o IMC (P = 0,02), IMC Z-score (P = 0,027), circunferência da cintura (P = 0,035), WHtR (P = 0,045), pele subescapular (P = 0,015) e soma de dobras cutâneas (P = 0,046), em indivíduos não ativos com idade entre 7-11 anos. Além disso, o polimorfismo FTO mostrou uma associação estatisticamente significativa com o risco de obesidade (P = 0,037) e obesidade abdominal (P = 0,003) em indivíduos inativos, mas não em indivíduos ativos. Em crianças com 3-6 anos de idade não foi encontrada qualquer associação com obesidade ou parâmetros antropométricos.Para os dois polimorfismos SLC6A4 (5-HTTLPR e STin2), nenhuma associação significativa foi encontrada em ambos os grupos etários (exceto no grupo 7-11 anos entre 5-HTTLPR e pele subescapular ou pregas suprailíacas; P = 0,02 e P = 0,04, respetivamente), mesmo quando a população foi dividida em indivíduos fisicamente ativos e não ativos.Em conclusão, o SNP FTO rs9939609 mostrou associação com o risco de obesidade e obesidade abdominal em crianças portuguesas, em consonância com os estudos realizados anteriormente noutras populações europeias. Além disso foi observado um efeito de interação entre o gene FTO e a atividade física na obesidade. Os nossos resultados também sugerem que a associação entre o gene FTO e a obesidade se torna evidente apenas após os 7 anos de idade. Este trabalho contribuiu para um melhor conhecimento da genética da obesidade em crianças portuguesas, mas são necessários outros estudos para uma melhor compreensão dos fatores genéticos subjacente ao risco de obesidade em crianças.

Obesity has become a serious public health problem, and its impact is more salient in more industrialized countries. It is widely accepted that obesity is a complex multifactorial condition, with an important genetic component. In 2007, it was identified the first single nucleotide polymorphism (SNP) in the FTO gene (rs9939609) associated with obesity in humans through a genome-wide association study (GWAS). Since then, many other obesity-associated loci have been found. The main aim of this work was to investigate the association of the FTO SNP rs9939609 and the two SLC6A4 polymorphisms (5-HTTLPR and STin2) with obesity and other anthropometric variables, such as weight, height, BMI, BMI z-score, waist circumference, hip circumference, waist-to-height ratio, and skinfold measurements in a sample of Portuguese children. Moreover, we also tested for interaction effects between the study polymorphisms and physical activity in relation to obesity.Anthropometric parameters and physical activity were measured in a random sample of 645 children (321 girls and 324 boys) between 3-11 years-old, of several public schools from the central region of the country. Physical activity was measured objectively during 7 days with Actigraph accelerometers. The International Obesity Task Force (IOTF) cut-offs were used to define obesity. Genotyping of the two SLC6A4 (5-HTT) gene polymorphisms, 5-HTTLPR and STin2, was performed by Polymerase Chain Reaction (PCR) followed by agarose gel electrophoresis. The FTO SNP rs9939609 genotyping was performed by real time PCR using TaqMan probes. For statistical association analyses the population sample was stratified in two groups aged 3-6 years-old and 7-11 years-old. Subjects defined as overweight or obese were merged in one case group.In children aged 7-11 years-old, the FTO rs9939609 showed a statistically significant association with BMI Z-score (P = 0.04), and marginal associations were found with BMI (P = 0.07) and WHtR (P = 0.07). Also, a marginal association was found between rs9939609 and risk of overweight/obesity (P = 0.087). A strong significant association was observed with risk of abdominal obesity (P = 4.5x10-4) in the same age group. When stratified by physical activity, several statistically significant associations were observed with obesity-related anthropometric parameters in non-active individuals aged 7-11 years, including for BMI (P = 0.02), BMI Z-score (P = 0.027), waist circumference (P = 0.035), WHtR (P = 0.045), subscapular skinfold (P = 0.015) and sum of skinfolds (P = 0.046), but not in active individuals. In concordance, a statistically significant association between the FTO polymorphism and risk of obesity and abdominal obesity was observed in non-active individuals (P = 0.037 and P = 0.003 respectively), but not in active individuals. No associations with obesity or related anthropometric parameters were found in children aged 3-6 years-old.For the two SLC6A4 polymorphisms (5-HTTLPR and STin2), no significant associations were found in both age groups (except in children aged 7-11 years-old between 5-HTTLPR and subscapular or suprailiac skinfold measures; P = 0.02 and P = 0.04, respectively), even when the population was divided in active and non-active individuals.In conclusion, the FTO SNP rs9939609 showed association with several anthropometric measures and the risk of obesity or abdominal obesity in Portuguese children, in line with previous studies performed in European populations. Moreover, we observed an interaction effect between the FTO gene and physical activity in obesity. Our results also suggest that the association between the FTO SNP rs9939609 and obesity becomes evident only after the age of seven. This work contributed to a better knowledge of the genetics of obesity in Portuguese children, but further studies are needed to improve the understanding of the genetic factors underlying the obesity risk in children.