Fettsäure steigert Leistungsfähigkeit der Zellen

28. Juli 2015, 11:57
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Krebsforscher entdeckten einen neuen Signalweg, der die Funktion der Mitochondrien, der Kraftwerke der Zelle, steuert. Eine Schlüsselrolle spielt dabei eine Fettsäure

Heidelberg – Ohne Mitochondrien gäbe es kein höheres Leben. Die Aufgaben der "Zell-Kraftwerke", die einen Großteil der biochemischen Energie bereitstellen, sind vielfältig. So sind sie etwa auch für die Produktion und den Abbau von Aminosäuren und Fetten verantwortlich und steuern den Zelltod.

Entsprechend breit ist das Spektrum an Krankheiten, die mit Mitochondrien-Defekten im Zusammenhang stehen: Dazu zählen schwere Muskel- und Nervenkrankheiten, neurodegenerative Erkrankungen sowie eine Vielzahl an Alterungserscheinungen.

"Es war zunächst purer Zufall, dass wir diese bisher völlig unbekannte Steuerung der Mitochondrien-Funktion entdeckt haben", sagt Deniz Senyilmaz, Erstautor der aktuellen Studie vom Deutschen Krebsforschungszentrum in Heidelberg.

Doktor "Zufall"

Teleman und sein Team wollten ursprünglich mit Kollegen aus Cambridge den Stoffwechsel langkettiger Fettsäuren untersuchen. Dazu hatte die Forscher Fliegen gezüchtet, die keine Stearinsäure mehr bilden können – eine Fettsäure, die aus 18 Kohlestoff-Atomen aufgebaut ist.

Die Tiere mit diesem Defekt erwiesen sich als nicht lebensfähig und kamen über das Puppenstadium nicht hinaus. Neugierig geworden, was dahintersteckt, kamen die Forscher einem hochkomplexen biologischen Kontrollmechanismus auf die Spur, der die Fusion beziehungsweise im Gegenteil, den Zerfall der Mitochondrien steuert und damit die Leistungsfähigkeit dieser Organellen.

Stearinsäure besitzt auch Signalfunktionen

Das Schlüsselelement dieses Steuermechanismus ist der Transferrin-Rezeptor, der Stearinsäure gebunden hat: "Wir haben herausgefunden, dass die Stearinsäure, die bislang nur als einfaches Stoffwechselprodukt galt, auch Signalfunktionen ausübt", sagt Teleman.

Die Forscher zeigten, dass die Mitochondrien-Steuerung über Stearinsäure nicht nur in der Fliege funktioniert, sondern auch in der menschlichen Krebszelllinie HeLa. Wenn die Forscher dem Fliegenfutter Stearinsäure zusetzten, verschmolzen die Mitochondrien der Tiere miteinander und waren leistungsfähig. Wenn sie die Fettsäure knapp hielten, zerfielen die Organellen.

Für Menschen möglicherweise nutzlos

"Wenn Stearinsäure-Zusatz im Futter die Funktion normaler Mitochondrien verbessert, dann steigert sie möglicherweise auch die Leistungsfähigkeit krankhaft veränderter Mitochondrien", so Telemann. Die Forscher untersuchten daraufhin Fliegen, die aufgrund eines Mitochondrien-Defekts Parkinson-ähnliche Symptome zeigen und als anerkanntes Modell für diese neurodegenerative Erkrankung dienen.

Erhielten die kranken Tiere Stearinsäure im Futter, so verbesserten sich ihre motorischen Fähigkeiten sowie ihre Energiebilanz und sie lebten deutlich länger. "Das eröffnet die faszinierende Möglichkeit, mit einem Lebensmittelzusatz die Symptome von Patienten zu verbessern, die an mitochondrialen Erkrankungen leiden", meint Teleman.

"Natürlich ist das noch Zukunftsmusik, denn wir wissen noch gar nicht, ob menschliche Zellen genauso auf eine gesteigerte Menge Stearinsäure reagieren wie Fliegen. Unsere Nahrung enthält sowieso schon viel mehr Stearinsäure als das Fliegenfutter. Möglicherweise zeigt eine weitere Steigerung keinerlei Auswirkungen mehr", so der Forscher. (red, 28.7.2015)

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