Estudos xemelgos e o "patrimonio da corpulencia"

"O que parecía un fluxo interminable de xemelgos masculinos idénticos de oito anos botábase á habitación. Xemelgos tras xemelgos ... os seus rostros, o seu rostro repetido porque só había un entre moitos ... (p. 172) "... como larvas que pulularan ..." (p. 178) escribiu Aldous Huxley en Brave New World . (1932) Velaquí o "principio de produción en masa finalmente aplicado á bioloxía:" (p.9) a creación de millóns de xemelgos idénticos, (e "non os dous e tres trivóns como nos vellos días vivíparos") (p. 8) senón unha "prodixiosa mellora da natureza" (p. 8) que se pretendía crear estabilidade social.

As imaxes de Brave New World son aterradoras e repelentes, pero os xemelgos fascinaron á xente ao longo da historia. Hai os xemelgos icónicos da mitoloxía romana, Rómulo e Remo, que foron amamantados pola loba e cuxo Rómulo fundou a antiga Roma. E no libro do Xénese estaban os irmáns xemelgos notablemente diferentes Jacob e Esaú: Esaú, "o primeiro saíu todo vermello, todo coma unha roupa peluda". (Xénese 25: 25) "Velaquí, o meu irmán Esaú é un home peludo e eu son un home liso". (Xénese 27:11) (Para unha interpretación cómica desta pasaxe de Xénese, escoite o sermón, Toma un Pew, de Alan Bennett, de Máis alá da franxa: https://www.youtube.com/watch?v=UOsYN---eGk.) E en Shakespeare Noite de Reis , os xemelgos Viola e Sebastian parécense tanto, que se describen como "unha cara, unha voz, un hábito e dúas persoas. Unha perspectiva natural, é dicir, e non é", di o duque. E Antonio engade: "Como fixeches división de ti? Unha fenda de mazá en dous non é máis xemelga que estas dúas criaturas". (Acto V, escena 1)

Aínda que Viola e Sebastian foron difíciles de distinguir entre si, son xemelgos masculinos e femininos, fraternos ou dizigóticos (DZ) e xorden no útero da fertilización simultánea de dous óvulos por dous espermatozoides. Comparten, igual que outros irmáns dunha familia, só o 50% do seu ADN. Os xemelgos idénticos ou monozigóticos (MZ) xorden da división dun só embrión e comparten esencialmente o 100% do seu ADN e, polo tanto, son sempre do mesmo sexo. A determinación diagnóstica para establecer a zigose é o primeiro paso na avaliación de xemelgos e normalmente faise examinando a cor do pelo, os ollos, a forma das orellas, a boca, os dentes e outros trazos físicos, incluídas as pegadas dixitais, así como mediante sofisticados estudos de antíxenos do grupo sanguíneo. . (Börjeson, Acta Paediatrica Scandinavica , 1976)

A suxestión de empregar xemelgos na investigación adoita atribuírse a Sir Francis Galton, curmán de Charles Darwin, a finais do século XIX. Galton publicou dous libros, incluíndo A historia dos xemelgos e interesouse por distinguir "entre os efectos das tendencias recibidas ao nacer e as impostas por circunstancias especiais da vida", é dicir, entre natureza e nutrición. (como se cita en Gedda, Xemelgos en Historia e Ciencia , 1961, pp. 24-25) Galton, porén, non comparou xemelgos fraternos e idénticos polo que "non se pode considerar o inventor do método xemelgo". (Teo e Ball, Historia das Ciencias Humanas , 2009)

Seguiron outros investigadores, pero hai un lado escuro na investigación xemelga a principios e mediados do século XX, como se demostra no traballo de von Verschuer, que foi o mentor de Josef Mengele, tristemente famoso polos seus estudos xemelgos en Auschwitz durante o mundo. Segunda Guerra. Ao parecer, von Verschuer, que era un científico moi respectado, era un antisemita nazi e virulento que usou os seus estudos xemelgos para avanzar na súa discriminatoria política racial. (Müller-Hill, Historia e Filosofía das Ciencias da Vida , 1999) Segundo se informa, Mengele enviou a von Verschuer exemplares de ollos e mostras de sangue dos 200 xemelgos sobre os que realizou investigacións humanas pouco éticas. Só o 10% deses xemelgos sobreviviron á experimentación humana de Mengele. (Müller-Hill, 1999) Para unha discusión sobre a perversión da ciencia por von Verschuer e Mengele e a importancia dun compromiso de "situar o interese superior do paciente por encima dos do médico", véxase Coller, Revista de investigación clínica , 2006, que subliña que hai catro "valores fundamentais do humanismo médico: a preciosidade ou santidade de cada vida humana; o respecto á dignidade humana, a celebración da diversidade humana e unha simpática apreciación da complexidade da condición humana". (Coller, 2006) E para unha discusión sobre as omisións e a "historia revisionista" das investigacións xemelgas atopadas nalgúns libros de texto, véxase Teo e Ball, 2009.

Con todo, investigadores de principios do século XX, incluído von Verschuer, comezaron a considerar o papel da xenética especificamente no campo da obesidade. O doutor George A. Bray, no seu libro académico, A batalla das Ardenas (2007), explorou a historia da investigación sobre obesidade e reimprimiu traballos orixinais de Davenport (pp. 474 e seguintes) (1923), así como de von Verschuer (pp. 492 e ss.) (1927.) Davenport, que usou a relación coñecido como índice de masa corporal (IMC), foi o primeiro en estudar a relación da xenética e o medio ambiente na obesidade e preguntou: "Ata que punto esta diferenza de construción entre as persoas esveltas e carnosas depende de factores constitucionais?" (p. 474) É do doutor Bray (que o tomou prestado do mentor Edwin B. Astwood) (p. 148) que tomei o meu título O patrimonio da corpulencia .

Seguiron os principais estudos de xemelgos, incluído o investigador sueco Börjeson (1976), que analizou a importancia da herdanza e do medio ambiente comparando as diferenzas intra-parellas nos xemelgos MZ e DZ, e cuxas imaxes de xemelgos aparecen aquí. Ademais, o investigador canadense Claude Bouchard e os seus colegas idearon o seu chamado "estudo de sobrealimentación de Quebec" a longo prazo, no que estudaron 12 pares de xemelgos masculinos idénticos de peso normal que permaneceron en condicións controladas durante 120 días nunha unidade de hospitalización e foron alimentados 1000 calorías adicionais cada día durante seis días á semana durante 84 deses días. (Bouchard et al., New England Journal of Medicine , 1990; Redden e Allison, Opinións sobre obesidade , 2004; Bouchard, Revista Americana de Nutrición Clínica , 2009; Bouchard et al., Revista Internacional de Obesidade , 2014; ) O aumento medio de peso foi de 8,1 kg, pero oscilou entre 4,3 e 13,3 kg. Notablemente, a sobrealimentación levou a un peso corporal significativamente similar e a porcentaxe de ganancia de graxa dentro de cada par xemelgo MZ, pero houbo tres veces máis varianza entre os diferentes pares que dentro dos pares. Noutras palabras, un control rigoroso da mesma cantidade de inxestión excesiva de alimentos e unha actividade física limitada produciron respostas diferentes en termos de masa corporal, composición corporal e incluso distribución rexional de graxa en xemelgos xeneticamente diferentes. Bouchard resaltou que dado que o efecto de calquera interacción xene-ambiente adoita ser pequeno, os investigadores deben tratar de minimizar o erro e unha forma de evitalo é medindo a altura e o peso en lugar de confiar en autoinformes tan comúns en moitos estudos. . (Bouchard, Obesidade, Supplement, 2008.) Ademais, Bouchard explicou que a "variación humana", incluíndo un "determinismo biolóxico" nalgúns para ser máis susceptibles á ganancia ou perda de peso, é "un requisito previo absoluto" na procura de calquera interacción xene-ambiente e para a eventual identificación de xenes específicos. (Bouchard, 2008)

Ao longo dos anos, moitos crearon os chamados rexistros xemelgos de miles de xemelgos MZ e DZ, incluídos os de Noruega, Suecia e Finlandia e nos Estados Unidos (por exemplo, Rexistro xemelgo da Academia Nacional das Ciencias-Consello Nacional de Investigacións (NAS-NRC); Rexistro de Minnesota e Rexistro Xemelgo da Era Vietnam .) O recoñecido investigador sobre obesidade Albert (Mickey) Stunkard, por exemplo, utilizou rexistros xemelgos suecos e daneses para algúns dos seus estudos. (Jou, NEJM , 2014) Stunkard et al ( JAMA , 1986) tamén utilizaron o Rexistro NAS-NRC para avaliar máis de 1900 xemelgos MZ e máis de 2000 xemelgos DZ para avaliar as contribucións xenéticas á altura, peso e IMC nun estudo de seguimento a longo prazo (25 anos), coa conclusión, "A graxa humana está baixo un forte control xenético". Os investigadores recoñeceron, non obstante, que as estimacións da herdabilidade poden ser obxecto de críticas, tanto con subestimacións como con sobrevaloracións posiblemente debidas, por exemplo, entre outras fontes de parcialidade, a erros no establecemento de zigosidade ou incluso a un apareamento variado (no que os cónxuxes tenden a casarse) un compañeiro de construción similar.) Heymsfield e colegas (Allison et al., Xenética do comportamento , 1996) tamén enfatizaron que os "deseños de xemelgos estándar" para a obesidade non inclúen necesariamente datos como os pesos dos cónxuxes e se o apareamento variado (é dicir, o apareamento non aleatorio) pode estar afectando as taxas de herdabilidade.

No seu clásico estudo de xemelgos, Stunkard et al ( NEJM, 1990) avaliou 93 pares de xemelgos idénticos criados (un dos medios máis eficaces para determinar a importancia dos xenes compartidos da dun ambiente compartido); 154 pares de xemelgos idénticos criados xuntos; 218 pares de xemelgos fraternos criados e 208 pares de xemelgos fraternos criados xuntos, todos eles procedentes do Rexistro sueco que combinaron estudos de xemelgos con estudos de adopción. Os xemelgos foron avaliados a finais dos anos 50, cun 60% de mulleres. Os investigadores observaron, porén, que incluso cando os xemelgos están separados, poden parecerse entre eles se os seus ambientes de crianza son similares (por exemplo, se os xemelgos colocáronse "selectivamente" en casas que tendían a parecerse ás dos seus pais biolóxicos.) que estaban separados dos seus pais biolóxicos, case a metade dos xemelgos separáronse no primeiro ano de vida, a miúdo debido á morte, enfermidades ou dificultades económicas na familia de orixe. Stunkard et al atoparon fortes evidencias da influencia da herdanza no IMC e descubriron que as influencias xenéticas esténdense a todas as categorías de peso, é dicir, desde as delgadas ata as obesas. Tamén observaron que os xemelgos idénticos criados tiñan coeficientes de correlación intra-par de 0,70 para os homes e 0,66 para as mulleres para o IMC e concluíron neste estudo que os ambientes infantís tiñan pouca ou incluso ningunha influencia. Non obstante, advirten que "a herdabilidade non implica unha influencia xenética invariable e inmutable", senón influencias xenéticas baixo certas condicións ambientais. (Stunkard et al, 1990) Nesa liña, Allison, Heymsfield e colegas (Faith et al., Revista Internacional de Obesidade, 2012) resaltaron a importancia de considerar o contexto de medida no que as condicións ambientais inherentes ao deseño dun estudo (por exemplo, ler a xemelgos durante a súa comida) poden afectar potencialmente aos resultados.

Co paso dos anos, Allison, Heymsfield e os seus colegas empregaron o clásico deseño de xemelgos para avaliar a relación dos chamados arquitectura xenética ao medio ambiente, incluso durante o período intrauterino (Allison et al., Revista internacional de obesidade e trastornos metabólicos relacionados , 1995.) Tamén empregaron este modelo para estudar o índice de masa corporal e a presión arterial (Allison et al., American Journal of Medical Genetics, 1995); índice de masa corporal nunha mostra xemelga pediátrica (Faith et al., Pediatría, 1999); inxestión calórica (Faith et al., Xenética do comportamento, 1999); e alimentación autorreguladora (Faith et al., Revista Internacional de Obesidade , Londres , 2012)

Liña de fondo : Os estudos sobre xemelgos evolucionaron desde a época de Sir Francis Galton, que suxeriu o uso de xemelgos para diferenciar os efectos da natureza do coidado, a finais do século XIX. Foron mal utilizados por investigadores, como os nazis durante a Segunda Guerra Mundial. Historicamente, as primeiras investigacións máis importantes para o campo da obesidade procederon do Dr. Claude Bouchard et al, que avaliou a xemelgos idénticos (monozigoto) en condicións de hospitalización controlada no estudo clásico de sobrealimentación de Quebec, e de Mickey Stunkard et al, que avaliaron aos xemelgos adoptados tanto monozigóticos como dizigóticos para separar os efectos ambientais dos xenéticos. chamado deseño clásico de xemelgos.

Ten en conta: Esta é a parte I dun blog en dúas partes sobre o uso de xemelgos na investigación sobre a obesidade. A parte II explorará máis completamente o uso do deseño de xemelgos no que un xemelgo idéntico é discordante para un trazo en comparación co outro. Para un agradecemento especial a aqueles que axudaron na preparación dos blogs I e II, vexa o blog II.