Braunes Fettgewebe als Schlankmacher

7. Jänner 2014, 20:26
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Neueste Ansätze im Kampf gegen Übergewicht nutzen braune Fettzellen als körpereigene "Fatburner" - Grazer Forscher suchen nach Mechanismen, die das Schlankmacherfett aktivieren

Ihre oft mäßig erfolgreichen Versuche, auf "die Figur zu achten", gründen bei den meisten Menschen auf ästhetischen Überlegungen, gilt doch übermäßige Leibesfülle in unserer Kultur als unattraktiv und damit als Erfolgshindernis auf vielen Ebenen. Dass Übergewicht auch ausgesprochen gesundheitsschädlich ist, motiviert bedeutend weniger zu Abspeckmaßnahmen. Dabei ist etwa Typ-2-Diabetes (Altersdiabetes) zu 90 Prozent auf Übergewicht und Adipositas zurückzuführen.

Mit weltweit 350 Millionen Diabetikern und 1,5 Milliarden übergewichtigen, davon 500 Millionen fettleibigen Menschen ist diese Problematik mittlerweile zu einer der großen medizinischen Herausforderungen geworden.

Warum ist Übergewicht eigentlich so gefährlich? "Mit der Nahrung aufgenommene Fettsäuren und Zucker sind in hoher Konzentration toxisch", erläutert Marcel Scheideler vom Institut für Molekulare Biotechnologie der TU Graz. "Aus diesem Grund holt das Fettgewebe diese Substanzen aus der Blutbahn und lagert sie als Fett ein. Wird die Speicherkapazität des Fettgewebes überschritten, treten chronische Entzündungsreaktionen auf, und die freien Fettsäuren müssen von anderen Organen aufgenommen werden." So komme es zu Organdefekten, einer nachlassenden Empfindlichkeit der Zellen für Insulin und in der Folge zu Typ-2-Diabetes.

Dunkle Materie der Biologie

Während sich die Forschung in den vergangenen Jahrzehnten vor allem auf jene 1,5 Prozent des menschlichen Erbguts konzentrierte, die für Proteine kodieren, setzt man bei der Fahndung nach neuen Adipositas- und Diabeteswirkstoffen auf die noch nicht erforschten restlichen 98,5 Prozent - die "dunkle Materie der Biologie". Denn mittlerweile fand man heraus, dass unser Erbgut umfassend aktiv ist und weit über die bisher bekannten 1,5 Prozent hinaus transkribiert wird. Daraus ergibt sich eine Vielzahl neuer Gene, die Transkripte bilden, aber niemals in Protein übersetzt werden - sogenannte nicht(protein) kodierende RNAs, die ihre Funktion bereits als RNA ausüben.

Von diesen nichtkodierenden Transkripten sind die Mikro-RNAs bisher am besten erforscht. Sie kontrollieren vermutlich mehr als 60 Prozent der proteinkodierenden Gene, indem sie die Bauanleitungen für die Proteine abfangen und so die Proteinbildung hemmen - eine revolutionäre Erkenntnis, für die 2006 der Medizinnobelpreis an Andrew Fire und Craig Mello vergeben wurde.

Bisher konnte erst von wenigen der mehr als 2000 menschlichen MikroRNAs die Funktion identifiziert werden. Einige davon haben Marcel Scheideler und sein Team auf ihrer Suche nach neuen Medikamenten gegen Diabetes und Fettsucht sehr genau unter die Lupe genommen. Dabei entdeckten die Forscher vor kurzem MikroRNAs, die bei der Fettzellentwicklung eine zentrale Rolle spielen: die "MikroRNA-26-Familie".

"An unserem humanen Zellmodell konnten wir zeigen, dass diese MikroRNAs zu einer verstärkten Bildung des Proteins UCP1 führen", berichtet Scheideler. UCP1 ist der Schalter, der die Energieverbrennung in den Fettzellen anregt. Eine wesentliche Rolle bei der Energieverbrennung durch braune Fettzellen spielen hier die Mitochondrien, das sind durch eine Doppelmembran abgetrennte Bestandteile der Zellen, die quasi als zelluläre "Energiekraftwerke" fungieren.

Gelangt nämlich UCP1 in die Mitochondrien der braunen Fettzellen, kommt es zu einer Art "Kurzschluss", wodurch verstärkt Energie verbrannt wird. "Aus einer vermehrten Bildung von UCP1 können wir also schließen, dass die begehrten braunen Fettzellen entstehen", erläutert Marcel Scheideler - eine bahnbrechende Erkenntnis, auf deren Basis sich in den nächsten Jahren völlig neue Ansätze im Kampf gegen überbordendes Körperfett entwickeln werden.

"In unseren Untersuchungen konnten wir erstmals nachweisen, dass MikroRNAs in der Lage sind, die Entwicklung von menschlichen Fettzellen umzupolen - von Energiespeicherung auf Energieverbrennung", sagt der Forscher. "Zusätzlich haben wir beobachtet, dass sich dabei auch die Morphologie der Mitochondrien ändert - sie werden größer und runder, was der Form von Mitochondrien in braunen Fettzellen entspricht."

Mit ihren von EU und Wissenschaftsfonds FWF geförderten Forschungsprojekten waren die Grazer Forscher weltweit die Ersten, die für Kandidaten dieser neuen Wirkstoffklasse eine Funktion in der menschlichen braunen Fettzellentwicklung nachweisen konnten. Die MikroRNA-26-Familie wurde bereits zum Patent angemeldet, ebenso ein auf Nanopartikeln basierendes "Transportmittel" zu den Fettdepots im menschlichen Körper.

Dem Traum ein Stück näher

Auch eine andere Grazer Entwicklung, an der Wissenschafter der Uni Graz, der Medizinischen Uni Graz und der TU Graz beteiligt sind, lässt die internationale Forschercommunity aufhorchen. In diesem ebenfalls vom FWF geförderten Projekt geht es um ein Gen, das ein bestimmtes Protein kodiert, das wiederum die Aktivität des braunen Fetts ankurbelt und so für erhöhten Energiestoffwechsel sorgt.

"Je mehr von dem Protein vorhanden ist, desto mehr Mitochondrien finden sich in den Fettzellen von Mäusen und lassen diese noch 'brauner' erscheinen. Außerdem ist der Fett- und Energiestoffwechsel in diesen Zellen stark erhöht", erläutert Juliane Bogner-Strauss vom Institut für Biochemie der TU Graz. Nun wollen die Forscher herausfinden, auf welche Weise dieses auf NAT8L getaufte Protein im braunen Fett angeregt wird, mehr Energie zu verbrauchen.

Noch ist einiges an Grundlagenforschung nötig, bevor man an die Entwicklung des heißersehnten Antifettmedikaments gehen kann. Die Grazer Entdeckungen haben den Traum von der gezielt aktivierbaren Fettverbrennungsanlage im eigenen Körper jedenfalls auf eine sehr reale Basis gestellt. Damit scheint es nur noch eine Frage der Zeit, bis man seinen überschüssigen Kilos durch ein paar Pillen oder Injektionen statt durch Fastenkuren wirksam zu Leibe rücken kann. (Doris Griesser, DER STANDARD, 8.1.2014)

  • Leibesfülle unter dem Elektronenmikroskop: Überschüssige Fettsäuren sowie Zucker werden in Fettzellen (a) und Gewebe eingelagert. Forschern ist es nun gelungen, Fettzellen so umzupolen, dass sie Energie verbrennen, anstatt sie zu speichern.
    foto: openi.nlm.nih.gov

    Leibesfülle unter dem Elektronenmikroskop: Überschüssige Fettsäuren sowie Zucker werden in Fettzellen (a) und Gewebe eingelagert. Forschern ist es nun gelungen, Fettzellen so umzupolen, dass sie Energie verbrennen, anstatt sie zu speichern.

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