Meilenstein für medizinische Forschung: Neues Verfahren ermöglicht die präzise Bestimmung von Omega-Fettsäuren

Omega-3-Fettsäuren sind als fixer Bestandteil einer gesunden Ernährung in aller Munde. Weil sie unser Körper nicht selbst herstellen kann, sollten wir sie in ausreichendem Maße aufnehmen. Aber auch Omega 6, 7, 9 und 10 spielen eine wichtige Rolle im Stoffwechsel. Die jeweilige Zahl gibt an, wo sich die erste Doppelbindung in der Fettsäurekette befindet. Abweichende Omega‑Positionen können auf Fehlfunktionen von Enzymen oder krankhafte Stoffwechselprozesse, etwa bei Krebs, hinweisen. Forschende der Universität Graz und der University of California, San Diego stellen nun im Wissenschaftsjournal Nature Communications ein neues, effizientes Verfahren vor, mit dem sich die Omega-Positionen von Lipiden – so die wissenschaftliche Bezeichnung für Fette – in Gewebe oder Blutplasma zuverlässig bestimmen lassen.

Omega-3-Lipide haben ihre erste Doppelbindung – ausgehend vom Ende der Fettsäurekette – am dritten Kohlenstoffatom. Daher die Zahl in ihrem Namen. „Viele Enzyme in unserem Körper können nur Lipide mit bestimmten Doppelbindungspositionen verarbeiten. Gestörte Stoffwechselprozesse, wie sie zum Beispiel bei Krebs, Herz-Kreislauf- oder auch Autoimmunerkrankungen vorkommen, stehen häufig im Zusammenhang mit veränderten Omega-Positionen in Lipiden“, erklärt Jürgen Hartler, Leiter der Forschungsgruppe Computational Pharmacology an der Uni Graz. Daher ist es höchst relevant, diese Positionen genauer unter die Lupe zu nehmen.
„Zu Enzymen, die Fettsäuren mit spezifischen Doppelbindungen bevorzugen, gehören etwa die Phospholipasen. Sie spielen eine entscheidende Rolle in Entzündungsprozessen. Mit unserer neuen Methode lassen sich nun diese biologischen Mechanismen detailliert entschlüsseln“, ergänzt Edward Dennis, Professor für Chemie, Biochemie und Pharmakologie an der University of California, San Diego.

Neues computerbasiertes Verfahren

Mit herkömmlichen Methoden war es bislang äußerst schwierig, in komplexen biologischen Proben, etwa in menschlichem Gewebe oder Blutplasma, die Omega-Positionen von intakten Fettsäuren zu bestimmen. Nur wenige Forschungsgruppen weltweit hatten Zugang zu den speziell dafür nötigen Analysetools. Zu ihnen zählt jene von Evelyn Rampler an der Universität Wien. Nun stellen die Teams um Jürgen Hartler und Edward Dennis in Zusammenarbeit mit Evelyn Rampler ein neues computerbasiertes Verfahren vor.
„Mit der von uns entwickelten Datenbank und Software „LC=CL“ lassen sich die Omega-Positionen von Lipiden über die gängigen Methoden der Chromatographie-gekoppelten Massenspektrometrie auslesen“, fasst Leonida Lamp, Erstautorin der Publikation, zusammen. Das ermöglicht Wissenschaftler:innen aus aller Welt, auf diese essenziellen Informationen zuzugreifen und den Forschungsbereich voranzutreiben. „Zudem hat sich unsere Methode als deutlich sensitiver als bisherige Verfahren erwiesen, sodass nun auch Lipide in sehr geringer Konzentration auf ihre Omega‑Positionen hin untersucht werden können“, ergänzt Lamp.

Gosia Murawska, Co-Erstautorin der Publikation, nennt ein Beispiel: „Ein Schlüsselenzym unter den Phospholipasen ist cPLA₂. Es wird seit Jahrzehnten untersucht. Erst mit dem LC=CL konnten wir nachweisen, dass cPLA₂ gezielt die Mead’sche Säure, eine Omega-9 Fettsäure, umsetzt. Daran zeigt sich, dass diese Methode ein entscheidender Meilenstein ist, um treffsichere therapeutische Ansätze unter anderem gegen entzündliche Krankheiten zu entwickeln.“