Science: „Fettschalter" bekämpft Übergewicht auf Zellebene

In seiner Ausgabe vom 11. August berichtet das internationale Wissenschafts-Magazin Science über die Entdeckung eines „Fettschalters" in Körperzellen. Die Forschungsergebnisse vermitteln grundlegende neue Erkenntnisse über die Entstehung der Fettleibigkeit, einer Krankheit, unter der heute in Europa fast ein Viertel aller Frauen und fast ein Fünftel aller Männer leiden.

Ein Protein namens Wnt-10b kann anscheinend Fettleibigkeit verhüten, indem es zwei Moleküle abschaltet, die sonst die genetischen Befehle zur Fettbildung, der „Lipogenese", geben.

Eine einfache Animation, die die Umwandlung der Prälipozyten zeigt, kann ab 10. August bei Science über STKE, das Signal Transduction Knowledge Environment, online abgerufen werden. (Zugriff über <www.stke.org>, dann „Connections Map". Journalisten: Vorzeitiger Zugriff kann telefonisch frei gegeben werden.)

„Die Signale von Wnt wirken wie ein Fettschalter", erklärt Sarah E. Ross, Doktorandin der University of Michigan School of Medicine und Haupt-Autorin des Science-Berichts. „Ist der Schalter an, wird die Fettbildung unterbunden. Ist er abgeschaltet, wird die Fettbildung in die Wege geleitet. Fehlt das Signal, können sogar die Vorläufer von Muskelzellen auf Fettbildung umprogrammiert und damit zu Fett werden."

Diese grundlegenden Erkenntnisse werden so bald noch kein Heilverfahren für Fettleibigkeit erbringen.Wenn man aber die Vorgänge in den Zellen bei der Fettbildung versteht, meint Ormond A. MacDougald, Mitautor des Science-Berichts und Assistenzprofessor für Physiologie an der Michigan-Universität, könnte das in absehbarer Zeit Erfolg versprechende Ziele auf der Suche nach einem Fettsucht-verhütenden Medikament aufzeigen"..

Die Wnt-Proteine, die von den Zellen frei gesetzt werden, regeln eine ganze Reihe von Entwicklungsprozessen durch die Übertragung von Signalen. Bei dieser „Transduktion"gelangen biochemische Signale von Zelle zu Zelle oder von der Oberfläche der Zelle zum Zellinneren. Damit haben sie letztendlich auch Einfluss auf die Regulation der Gene. Weil Signal-Transduktion die Genregulation ändert und damit Gewebedifferenzierung, Reproduktion, Zelltod und Krankheitsprozesse steuert, zeigen heute mehr und mehr Forscher reges Interesse an diesen Prozessen. Sie hoffen, dass die Erforschung der Signalleitung Möglichkeiten aufzeigen wird, wie durch dieUnterbindung bestimmter Signale Krankheiten verhindert werden können.

Im Zellkern produzieren zwei Transkriptionsfaktoren genetische Befehle, die potenzielle Fettzellen, die so genannten Prälipozyten, in Lipozyten, d. h. Fett, verwandeln. Nach Aussage von Ross hemmen Wnt-Signale diese Faktoren normalerweise und die Prälipozyten bleiben dünn. Wenn dieses Signal aber abgeschaltet ist, können die Transkriptionsfaktoren die Prälipozyten zur Fettbildung veranlassen. Sogar die Vorläufer von Muskelzellen (Myoblasten) können zu Fett umgewandelt werden, wenn das Wnt-Signal fehlt.

„Während der Entwicklung scheint das Wnt-Signal den Zellen die Entwicklung zur Fettzelle oder Muskelzelle vorzuschreiben. Dieser Signalmechanismus bestimmt also, was aus der Zelle wird. Wenn der Schalter falsch eingestellt ist, dann gibt es eben mehr Fettbildung", erklärt Ross.

Das Forschungsteam aus Michigan untersuchte die Auswirkungen der Wnt-Signale an Zellkulturen und konnte die grundlegenden Ergebnisse dann in Tierversuchen bestätigen. Wenn Prälipozyten unter die Haut von Mäusen injiziert werden, entstehen Fettpolster, jedoch nur in jenen Zellen, in denen die Wnt-Proteine fehlten. Wenn Mäuse mit Prälipozyten, die reich an Wnt-Proteinen sind, injiziert werden, bilden sich nur fettfreie Polster mit Fibroblasten-ähnlichen Zellen.

Um die Zusammenhänge zu verstehen, haben die Forscher weiter geprüft, wie das Wnt-1-Protein die Fett-regulierenden Gene beeinflusst. In Zellen, die Wnt-1 abgeben, sind die zwei Fetttranskriptionsfaktoren nicht aufzufinden. Wenn die Zelldifferenzierung durch Hormone stimuliert wird, entwickeln sich die Prälipozyten in der Gegenwart der Transkriptionsfaktoren nur dann zu Fettzellen, wenn kein Wnt vorhanden ist. Wird das Wnt-Signal unterbrochen, erschlaffen die Vorläufer der Muskelzellen und verändern sich zu Fettzellen.

Die Wnt-Familie von Zellsignalgebern besteht aus über 20 verschiedenen Proteinen. Ross meint, dass davon in erster Linie Wnt-10b den Fettbildungs-Prozess beeinflusst.

Den Wnt-Proteinen wird immer häufiger eine führende Rolle bei Steuerungsprozessen inde Zelle zugeschrieben (siehe Literaturhinweis). Sie verdanken ihren Namen dem Gen für „wingless" (wng) [ohne Flügel], einem Entwicklungssteuerungsgen, das zuerst in Fruchtfliegen entdeckt wurde, und Int-1, einem tumorfördernden Gen in Mäusen, das durch ein in das Genom eingeführtes Virus aktiviert wird.

Die Aktivitäten von Wnt werden von Signaltransduktions-Forschern untersucht, zu denen auch Randall T. Moon, eine führende Autorität im STKE von Science, gehört. Moon analysiert als Professor für Pharmakologie an der medizinischen Fakultät der University of Washington und als Mitarbeiter im Howard Hughes Medical Institute Wnt-Signale in Zebrafischen und Xenopus-Fröschen.

Neben Ross und MacDougald waren Nahid Hemati, Kenneth A. Longo, Christina N. Bennett, Peter C. Lucas und Robin L. Erickson als Mitautoren an der Studie beteiligt.

Die Forschungsarbeit wurde von den National Institutes of Health, dem Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada und durch den University of Michigan Endocrinology and Metabolism Fellowship Training Grant unterstützt. Eine Kopie des Berichts kann unter der Nummer +1-202-326-6440 oder per E-Mail von scipak@aaas.org angefordert werden.

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