Neuer Ansatzpunkt für die Entwicklung einer medikamentösen Behandlung von Adipositas und Folgeerkrankungen
Das Protein Asc-1 steuert, ob sich fettverbrennende beige oder
fettspeichernde weiße Fettzellen bilden, welche die Entstehung von
Stoffwechselerkrankungen begünstigen können. Das zeigt eine aktuelle
Studie des Helmholtz Zentrums München und des Deutschen Zentrums für
Diabetesforschung (DZD). Die Ergebnisse eröffnen neue Ansatzpunkte, um die
Entwicklung von Folgeerkrankungen der Adipositas zu verhindern. Die Studie
ist jetzt in ‚Nature Communications‘ erschienen.
Fett ist nicht gleich Fett: Es gibt weißes, braunes und beiges
Fettgewebe*. Während weiße Fettzellen als Energiespeicher dienen, wird in
braunem und beigem Fettgewebe überschüssige Energie verbrannt. Zu viel
weißes Fett gilt als ungesund. Nimmt das weiße Fettgewebe bei Erwachsenen
mit Adipositas deutlich zu, können auch Stoffwechselerkrankungen wie
Diabetes oder das metabolische Syndrom entstehen. Anders sieht es bei
Kindern aus: Dort ist die Entwicklung des weißen Fettgewebes Voraussetzung
für einen gesunden Stoffwechsel. Doch wie unterscheidet sich jugendliches
Fettgewebe vom erwachsenen weißen Fettgewebe? Um diese Frage zu
beantworten, haben Forschende im Tiermodel die Zusammensetzung des weißen
Fettgewebes von jungen und erwachsenen Mäusen mithilfe der Einzelzell-RNA-
Sequenzierung** (single cell RNA sequencing) untersucht.
Asc-1 begünstigt Bildung weißer Fettzellen
Dabei stellten die Forschenden fest, dass sich jugendliches Fettgewebe vor
allem in den Eigenschaften und der Zusammensetzung der Fettvorläuferzellen
stark vom erwachsenen weißen Fett unterscheidet. Die Forschenden
entdeckten im jugendlichen Fettgewebe eine spezielle Untergruppe von
Fettvorläuferzellen, die das Protein Asc-1 enthalten, welches ansonsten in
reifen Fettzellen vorhanden ist. Diese Vorläuferzellen differenzieren sich
vorwiegend in weiße Fettzellen, die Bildung von "gesunden" beigen
Fettzellen ist aktiv unterdrückt. In weiteren zellbiologischen
Untersuchungen konnte das Team um Erstautorin Lisa Suwandhi zeigen, dass
der Verlust der Asc-1-Funktion die Bildung von beigen Fettzellen fördert.
„Diese Einblicke in die physiologischen Prozesse des Fettgewebswachstums
ermöglichen es uns, neue Strategien zu entwickeln, um die schädlichen
metabolischen Folgen der Adipositas zu vermeiden“, sagt Letztautor Dr.
Siegfried Ussar. Daran arbeiten die Forschenden bereits. Derzeit
etablieren sie Strategien zur Modulation der Asc-1-Funktion im Fettgewebe
im lebenden Organismus und erforschen Wege, die eine gesunde Expansion des
Fettgewebes fördern. Ziel ist es, künftig Adipositas-Patienten zu helfen,
einen gesunden Stoffwechsel aufrechtzuerhalten und somit Zeit zu gewinnen,
um das Übergewicht mit einem ganzheitlichen Ansatz zu behandeln.
* Fettgewebe
Es gibt unterschiedliche Arten von Fettgewebe: weißes, braunes und beiges.
Jedes dieser Gewebe hat spezifische Funktionen und spielt eine jeweils
eigene Rolle im Stoffwechsel. Im menschlichen Körper stellt das weiße
Fettgewebe den größten Anteil dar. Es dient in erster Linie als
Energiespeicher. Zellen des braunen Fettgewebes sind reich an
Mitochondrien (Kraftwerke der Zelle). Sie verbrennen freie Fettsäuren und
erzeugen so Wärme. Vor allem Säuglinge haben braunes Fettgewebe. Im
erwachsenen menschlichen Körper ist es jedoch nur an wenigen Stellen zu
finden. Beige Fettzellen entstehen innerhalb des weißen Fettgewebes. Die
Zellen enthalten jedoch mehr Mitochondrien als weißes Fett. Da beige
Fettzellen ähnlich wie braune Fettzellen überschüssige Energie verbrennen,
sind sie ein interessanter Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer
medikamentöser Therapien zur Behandlung von Adipositas und der daraus
resultierenden Erkrankungen wie Typ-2-Diabetes.
** Einzelzell-RNA-Sequenzierung
Mit der Einzelzell-RNA-Sequenzierung lässt sich vereinfacht gesagt,
nachvollziehen, welche Gene in einer einzelnen Zelle gerade an- oder
ausgeschaltet sind.
Das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung (DZD) e.V. ist eines der sechs
Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Es bündelt Experten auf dem
Gebiet der Diabetesforschung und verzahnt Grundlagenforschung,
Epidemiologie und klinische Anwendung. Ziel des DZD ist es, über einen
neuartigen, integrativen Forschungsansatz einen wesentlichen Beitrag zur
erfolgreichen, maßgeschneiderten Prävention, Diagnose und Therapie des
Diabetes mellitus zu leisten. Mitglieder des Verbunds sind das Helmholtz
Zentrum München – Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt,
das Deutsche Diabetes-Zentrum DDZ in Düsseldorf, das Deutsche Institut für
Ernährungsforschung DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Institut für
Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum
München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und das Paul-
Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz Zentrum München am
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden, assoziierte Partner
an den Universitäten in Heidelberg, Köln, Leipzig, Lübeck und München
sowie weitere Projektpartner. Weitere Informationen: <www.dzd-ev.de>
Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für
Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose,
Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes
mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das
Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz
des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum
München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-
Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technisc
biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören.
<www.helmholtz-muenchen.de>
