Beige Fettzellen können bei der Bekämpfung von Fettleibigkeit helfen

Wissenschaftler des Dana-Farber-Krebsinstituts haben einen neuen Typ energieverbrennender Fettzellen isoliert, der in den weißen Fettdepots von Erwachsenen wächst. Sie glauben, dass diese Zellen die Grundlage für neue, wirksame Behandlungen gegen Fettleibigkeit sein könnten.

Bei Erwachsenen finden sich diese sogenannten beigen Fettzellen in der Nähe des Schlüsselbeins und entlang der Wirbelsäule in erbsengroßen Depots unter der Haut. Da diese Art von Fett Kalorien verbrennt – anstatt sie wie weiße Fettzellen zu speichern – könnte sie laut Studienleiter Dr. Bruce Spiegelman und Kollegen zur Entwicklung neuer Behandlungsmethoden gegen Fettleibigkeit und Diabetes beitragen.

Dr. Spiegelman ist der Hauptautor des in der Zeitschrift Cell veröffentlichten Artikels.

Die Studie ergab, dass sich beiges Fett genetisch von „braunem Fett“ unterscheidet, das ebenfalls Kalorien verbrennt, um Wärme zu erzeugen. Braunes Fett kommt bei Säugetierbabys und Säuglingen vor, wo es sie vor Kälte schützt. Weißes Fett hingegen speichert Kalorien, und zu viel davon trägt zu Fettleibigkeit bei.

Die Möglichkeit dieser dritten Fettart (zusätzlich zu weißem und braunem Fett) wurde bereits 2008 von Dr. Spiegelman vorhergesagt. Das Team des Dana-Farber Cancer Institute ist jedoch das erste, das diese Zellen isoliert und ihr einzigartiges genetisches Profil bestimmt hat. In einer neuen Arbeit berichten Dr. Spiegelman und Kollegen, dass beige Fettzellen ein spezifisches Ziel des Hormons Irisin sind, das von Muskelzellen während des Trainings produziert wird.

Im Jahr 2009 berichteten drei Forschungsgruppen über die Entdeckung brauner Fettdepots bei erwachsenen Menschen. Spiegelmans neueste Arbeit, die auf dem genetischen Profil der Zellen basiert, identifiziert sie jedoch als beiges Fett.

Braunes und beiges Fett kann schon in kleinen Mengen viele Kalorien verbrennen.

Braunes Fett produziert Wärme über das mitochondriale Entkopplungsprotein UCP1 und schützt den Körper so vor Unterkühlung und Fettleibigkeit. Neuere Erkenntnisse legen nahe, dass es zwei unterschiedliche Arten von braunem Fett gibt: klassisches braunes Fett, das aus der myf-5-Zelllinie stammt, und UCP1-positive Zellen, die in weißem Fett einer nicht-myf-5-Linie entstehen. Wissenschaftler am Dana-Farber Cancer Institute haben beige Zellen aus den weißen Fettdepots von Mäusen isoliert. Beige Fettzellen ähneln weißen Fettzellen insofern, als sie eine extrem niedrige basale UCP1-Expression aufweisen, aber wie klassisches braunes Fett reagieren sie auf zyklische AMP-Stimulation mit hoher UCP1-Expression und gesteigerter Atmung. Das Genexpressionsmuster beiger Zellen unterscheidet sich von dem von weißem oder braunem Fett, und diese Zellen reagieren bevorzugt auf das Polypeptidhormon Irisin. Die Forscher lieferten überzeugende Beweise dafür, dass zuvor identifizierte braune Fettdepots im Körper erwachsener Menschen aus beigen Adipozyten bestehen.

„Das therapeutische Potenzial dieser beiden Fettzelltypen ist klar“, schreiben die Autoren in Cell, „da die genetische Manipulation von Mauszellen zur Produktion von mehr braunem oder beigem Fett nachweislich Fettleibigkeit und Diabetes erfolgreich bekämpft.“

Wissenschaftler suchen bereits nach Möglichkeiten, braunes Fett zum Wohle des Menschen einzusetzen.

Sowohl braune als auch beige Fettzellen enthalten energieverbrennende Organellen, sogenannte Mitochondrien, die Eisen enthalten und diesen Geweben ihre braune und beige Farbe verleihen. Der Hauptunterschied besteht darin, dass braune Fettzellen hohe Konzentrationen von UCP1 aufweisen, einem Protein, das die Mitochondrien zur Kalorienverbrennung und Wärmeproduktion benötigen, während beige Zellen normalerweise niedrige basale UCP1-Konzentrationen aufweisen. Beige Zellen können jedoch ihre UCP1-Produktion als Reaktion auf Kälte oder bestimmte Hormone wie Irisin steigern, wodurch beiges Fett Kalorien fast genauso effizient verbrennt wie braunes Fett.

Dr. Spiegelman machte eine Reihe von Entdeckungen über die verschiedenen Arten von Fettzellen. Er fand heraus, dass braune Fettzellen aus den Stammzellen entstehen, aus denen Muskelzellen entstehen. Beige Fettzellen hingegen entstehen im weißen Fettgewebe aus den Vorläufern beiger Zellen.

Anfang des Jahres gab Spiegelman die Entdeckung des Hormons Irisin bekannt, das von Muskelzellen bei körperlicher Betätigung produziert wird und weißes in braunes Fettgewebe umwandelt. In einem neuen Artikel in Cell berichtet Spiegelman, dass Irisin gezielt weißes Fettgewebe zur Produktion von beigem Fettgewebe anregt. Das Dana-Farber Cancer Institute hat beide Entdeckungen an Spiegelmans Biotechnologieunternehmen Ember Therapeutics lizenziert, das Irisin zu einem Medikament zur Behandlung von Fettleibigkeit und Diabetes weiterentwickeln will.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]