Der Fettkiller im eigenen Körper

24. Juli 2012, 18:59
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Wer sich regelmäßig der Kälte aussetzt, aktiviert das braune Fettgewebe - eine körpereigene Heizung, die Energie verbrennt und schlank hält

Grazer Forscher versuchen die Mechanismen dahinter und damit Angriffspunkte gegen Fettsucht und Diabetes zu finden.

Begonnen hat alles mit einem rätselhaften Muster, das Nuklearmediziner bei der Untersuchung von Tumorpatienten im Computertomografen immer wieder beobachteten. Erst 2009 konnten Forscher eindeutig nachweisen, dass es sich bei dieser geheimnisvollen Beobachtung um braunes Fettgewebe handelte.

"Damals ist auf der anatomischen Landkarte des erwachsenen Menschen ein neues Gewebe verzeichnet worden", beschreibt Marcel Scheideler vom Institut für Genomik und Bioinformatik der TU Graz die Tragweite dieser Entdeckung. Dass Mäuse und Ratten braunes Fettgewebe haben, wusste man schon länger. Beim Menschen aber ging man davon aus, dass dieses Gewebe mit dem Babyspeck im Alter von zwei, drei Jahren vollständig aus dem Körper verschwindet. Ein großer Irrtum, dessen Aufklärung neue Möglichkeiten im Kampf gegen Übergewicht und Diabetes verspricht.

Die Aufgabe des braunen Fettgewebes ist es, aus der im weißen Fettgewebe gespeicherten Energie Wärme zu erzeugen. Schaltet man bei Mäusen das braune Fettgewebe genetisch aus, werden die kleinen Nager bei gleicher Ernährung in absehbarer Zeit zu Fettwänsten. Beim Menschen konnte man bisher nur erkennen, dass das braune Fettgewebe mit zunehmendem Alter und Gewicht weniger wird.

Allerdings gibt es Ausnahmen: So beobachtete man, dass der braune Fettanteil eines 50-jährigen Eiswasserschwimmers dem eines Jugendlichen entsprach. "Man kann also seine braunen Fettreserven aktivieren, indem man sich regelmäßig der Kälte aussetzt", erläutert Scheideler. "Tut man nichts, bilden sie sich allmählich zurück und werden möglicherweise in weißes Fettgewebe umgewandelt."

Dunkle Materie der Biologie

Also eisige Duschen als Schlankmacher? Ja, aber es gibt auch eine andere Möglichkeit. Wenn es gelänge, das energiespeichernde weiße Fettgewebe teilweise in Energie verbrennendes braunes Fett umzuwandeln, ginge das wohl auch ohne Eistauchen. Um braunes Fettgewebe als Fettkiller nutzen zu können, müsste man jene Regulatoren finden, welche die Fettzellentwicklung steuern. Eine Aufgabe, der sich Scheidelers Forschungsteam "RNA-Biologie" verschrieben hat.

Was aber hat die RNA (Ribonukleinsäure), die genetische Informationen übersetzt und transportiert, mit dem Fettgewebe zu tun? "Bis jetzt", sagt Scheideler, "hat man sich vor allem die proteinkodierenden Abschnitte im Erbgut angeschaut. Diese machen aber nur maximal zwei Prozent des gesamten Erbguts aus. Mittlerweile weiß man, dass ein Großteil des Erbguts transkribiert, also abgeschrieben wird." Es existiert also eine enorme Zahl an Genen, die Transkripte, aber niemals Proteine bilden.

Die am besten erforschte Klasse dieser Transkripte sind Mikro-RNAs. Sie fangen Bauanleitungen für Proteine gezielt ab und hemmen damit die Proteinbildung. "Wahrscheinlich", so der Forscher, "stehen mehr als die Hälfte aller proteinkodierenden Gene unter der Kontrolle solcher MikroRNAs." Erstaunlicherweise haben komplexe Organismen keineswegs mehr proteinkodierende Gene als einfachere. Es gibt sogar Einzeller, die über mehr solcher Erbfaktoren verfügen als der Mensch. Das hat die Wissenschafter anfangs sehr verblüfft. Doch seit bekannt wurde, dass man den Einfluss der noch unerforschten "dunklen Materie der Biologie" bislang extrem unterschätzte, ahnt man, wo und wie das große Geheimnis zu lüften ist.

Auf der Suche nach neuen Angriffspunkten gegen Fettsucht und Diabetes hat das RNA-Forschungsteam zunächst die proteinkodierenden Gene während der Fettzellentwicklung unter die Lupe genommen: "Dabei haben wir herausgefunden, dass viele dieser Gene nicht an-, sondern abgeschaltet werden", berichtet Scheideler. "Daraus haben wir geschlossen, dass auch MikroRNAs am Geschehen beteiligt sind." Die Vermutung stellte sich schließlich als Faktum heraus: "Wir haben aus 40 infrage kommenden Kandidaten von mehr als 600 zwei MikroRNAs genauer charakterisiert und konnten nachweisen, dass sie tatsächlich einen Einfluss auf die Fettzellentwicklung haben."

Menschliches Zellmodell

So hemmt "MikroRNA-27b" das Schlüsselgen der Fettzellentwicklung. Da diese normalerweise abgeschaltet wird, bei Diabetes aber vermehrt im Fettgewebe gebildet wird, könnte sie als neues Wirkstoffziel bei dieser Erkrankung genutzt werden. Identifiziert wurde auch die "MikroRNA-30c", welche die Fettzellbildung über zwei Proteine steuert. Eines davon wird als Hormon vom Fettgewebe freigesetzt und ist an der Entstehung von Diabetes beteiligt.

Basis dieser wegweisenden Erkenntnisse ist ein von französischen Kooperationspartnern entwickeltes Zellmodell aus adulten menschlichen Stammzellen. "Wir fanden heraus, dass aus diesen Zellen sowohl weiße als auch braune Fettzellen entstehen können", sagt Scheideler. "Es ist damit das erste Zellmodell, mit dem man die Entwicklung von weißem und braunem menschlichem Fettgewebe studieren kann." Nun suchen die Forscher unter Hochdruck jene Regulatoren, die an der Umwandlung der energiespeichernden weißen in Energie verbrennende braune Fettzellen beteiligt sind.

Parallel dazu arbeiten sie im Projekt NanoFat, das vom Land Steiermark gefördert wird, gemeinsam mit Kollegen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften und der Grazer Med-Uni an der Entwicklung eines effektiven Arzneimittel-Transports in Fettzellen mittels Nanopartikel.

Nanopartikel bieten sich aus mehreren Gründen als "Medikamenten-Taxis" an: Sie können einen Wirkstoff durch Einschluss vor dem Abbau schützen, ihre Oberfläche kann zum Andocken an die Zielzellen verändert werden, und überdies schützen sie die Arzneistoffe vor dem Immunsystem. Gelingt es den Forschern, auf diese Weise eine tragfähige "Infrastruktur" für die Adipositas-Behandlung zu schaffen, wäre damit ein großer Durchbruch gelungen.

Immerhin gibt es bislang kein Medikament, mit dem Fettsucht effektiv behandelt werden kann. Angesichts von weltweit 500 Millionen fettleibigen und 1,5 Milliarden übergewichtigen Menschen ist der Bedarf an wirksamer medikamentöser Hilfe jedenfalls enorm. Grund genug, auch auf EU-Ebene die Forschung in diesem Bereich zu forcieren. Etwa durch das Projekt Diabat, in dem die Grazer Fettforscher mit Experten aus zwölf Nationen die Aktivierungsmöglichkeiten von braunen Fettzellen studieren, um sie gegen Fettsucht und Diabetes einzusetzen - und ihnen eine kalte Abfuhr zu erteilen. (Doris Griesser, DER STANDARD, 25.7.2012)

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    Eine eisige Abkühlung, wie hier für einen russischen Eisschwimmer, ist der ideale Schlankmacher. Es geht auch anders, meinen Genforscher.

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