Umpolen mit MikroRNAs 04.09.2014, 10:28 Uhr

Fettspeichernde Zellen in Fatburner verwandelt

Forscher aus Graz haben weltweit erstmals menschliche Fettzellen umgepolt und sie dazu gebracht, Energie zu verbrennen statt zu speichern. Die MikroRNAs – eine spezielle Klasse von Genen – verwandeln weiße energiespeichernde Fettzellen in braunes Schlankmacherfett.

Neue Hoffnung für Übergewichtige: Durch die gezielte Zugabe spezieller Gene haben Molekularbiologen energiespeichernde, weiße Fettzellen dazu gebracht, sich in energieverbrennende, braune Fettzellen zu verwandeln. 

Neue Hoffnung für Übergewichtige: Durch die gezielte Zugabe spezieller Gene haben Molekularbiologen energiespeichernde, weiße Fettzellen dazu gebracht, sich in energieverbrennende, braune Fettzellen zu verwandeln. 

Foto: dpa/Gero Breloer

Ist das der wissenschaftliche Durchbruch, der uns in Zukunft vor krankhaftem Übergewicht und Typ-2-Diabetes bewahrt, ganz ohne Diät und sportliche Anstrengung? Um diese Frage eindeutig beantworten zu können, ist es noch zu früh, aber den Forschern der Technischen Universität in Graz ist etwas gelungen, das die schlanke Linie auch ohne Verzicht realistisch erscheinen lässt. Durch die gezielte Zugabe von MikroRNAs haben die Molekularbiologen energiespeichernde, weiße Fettzellen angeregt, sich in energieverbrennende, braune Fettzellen zu verwandeln. Ihre Erkenntnisse haben die Grazer im Fachjournal „Stem Cells“ veröffentlicht.

„Zitterfreie Thermogenese“ – Fettverbrennung ohne Kältereiz

Das braune Schlankmacherfett ist eine spezielle Form des Fettgewebes. Bei den allermeisten neugeborenen Säugetieren und auch beim menschlichen Säugling findet sich dieses Fett, dass in der Lage ist, durch die Oxidation von Fettsäuren Wärme zu produzieren. Das geschieht in den Mitochondrien, den Kraftwerken der Zelle, die auch für die gelblich-braune Färbung des Gewebes verantwortlich sind. Anders als bei einigen Tierarten, zum Beispiel Nagetieren, verschwindet beim Menschen ein erheblicher Teil der braunen Fettzellen nach und nach. Als Erwachsene können wir nur noch sehr bedingt auf die sogenannte „zitterfreie Thermogenese“ von aktiven braunen Fettzellen zurückgreifen. Stattdessen bekommen wir es mehr und mehr mit den weißen Fettzellen zu tun, die die Energie speichern statt sie zu verbrennen.

Schlankmacherfett: Braune Fettzellen, hier fluoreszierend, geben verstärkt Energie in Form von Wärme ab.

Schlankmacherfett: Braune Fettzellen, hier fluoreszierend, geben verstärkt Energie in Form von Wärme ab.

Foto: TU Graz

Das Forscherteam aus Graz rund um Marcel Scheideler vom Institut für Molekulare Biotechnologie hat es nun geschafft, mit winzigen Ribonukleinsäuren, den MikroRNAs, die bösen weißen Fettzellen in das braune Schlankmacherfett umzupolen. „Je mehr braune Fettzellen ein erwachsener Mensch hat, desto besser kann er einer Gewichtszunahme und damit Übergewicht und Fettleibigkeit widerstehen, denn im Gegensatz zu weißen Fettzellen sind in braunen Fettzellen mehr Mitochondrien vorhanden. Diese Zellkraftwerke können zu massiver Energieverbrennung durch Wärmeabgabe angeregt werden“, erklärt Marcel Scheideler.

MikroRNA können in der Zelle den Schalter für die Energieverbrennung umlegen

Konkret haben die Forscher ein humanes Zellmodell für ihre Experimente herangezogen und sich im menschlichen Erbgut auf die Untersuchung von MikroRNAs fokussiert.  Die wichtige Rolle dieser kleinen RNA-Schnipsel im komplexen Netzwerk der Genregulation ist erst seit wenigen Jahren bekannt. Das Team aus Graz entdeckte dabei MikroRNAs mit besonderer Rolle in der Fettzellentwicklung: die MikroRNA-26-Familie.

Protein UCP1 wird gebildet

„Diese spezielle MikroRNA-Familie regt die Bildung des Proteins UCP1 an, das eine Art Kurzschluss in den Mitochondrien erzeugt und somit als Schalter für die Energieverbrennung in den Fettzellen fungiert. Dadurch wird eine gesteigerte Energieverbrennung erst möglich“, sagt Scheideler. Die MikroRNA-26-Familie ist also in der Lage, die Fettzelle von der Energiespeicherung auf die Energieverbrennung umzupolen. Für eine therapeutische Anwendung haben die Wissenschaftler ihre Entdeckung bereits zum Patent angemeldet.

An Transportmittel zu den Fettdepots wird gearbeitet

Was nun noch fehlt, ist ein geeignetes Transportmittel zu den Fettdepots im menschlichen Körper. Doch auch hier arbeiten die Forscher der TU Graz in Zusammenarbeit mit der Akademie der Wissenschaften und der Medizinischen Universität Graz an einer Lösung, die auf Nanopartikeln basiert.

Von Gudrun von Schoenebeck

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