Forscher der University of California, San Francisco, haben entdeckt, dass gewöhnliche weiße Fettzellen, die Kalorien speichern, in beige Fettzellen umgewandelt werden können, die Kalorien verbrennen, um die Körpertemperatur zu halten.

Die Entdeckung bei Mäusen könnte den Weg zur Entwicklung einer neuen Klasse von Abnehmmitteln ebnen und erklären, warum klinische Studien mit ähnlichen Therapien erfolglos waren.

Bisher glaubten die Forscher, dass die Schaffung von beigem Fett den Anfang mit Stammzellen erfordern könnte. Neue Forschungen, die am 1. Juli im Journal of Clinical Investigation veröffentlicht wurden, haben gezeigt, dass gewöhnliche weiße Fettzellen einfach durch Einschränkung der Produktion eines bestimmten Proteins in beige Fettzellen umgewandelt werden können.

"Viele dachten, dass dies nicht machbar sei," sagte Brian Feldman, MD, PhD, Walter L. Miller, MD, und herausragender Professor für pädiatrische Endokrinologie und Hauptautor der Studie. "Wir haben gezeigt, dass dieser Ansatz nicht nur bei der Umwandlung von weißen Fettzellen in beige funktioniert, sondern auch, dass die Barriere für das Erreichen dieses Ziels nicht so hoch ist, wie wir dachten."

Mikroskopisches Bild von gewöhnlichem weißem Fett, das durchsichtig ist.
Gewöhnliches weißes Fett, das häufig vorkommt und Kalorien speichert, um die Energiereserven des Körpers zu erhalten. Bild von Liang Li.

Mikroskopisches Bild von gewöhnlichem weißem Fett, das durchsichtig ist, und Taschen von beigen Fettzellen, die beige sind.
Weißes Fett ohne KLF-15-Protein, das kleine Flecken von beigen Fettzellen enthält, die Kalorien verbrennen (oben in beigen Bereichen innerhalb des schwarzen Kreises dargestellt). Bild von Liang Li.

Fetttransformation
Viele Säugetiere haben drei "Schattierungen" von Fettzellen: weiß, braun und beige. Weißes Fett dient als Energiereserve des Körpers, während braune Fettzellen Energie verbrennen, um Wärme freizusetzen, die hilft, die Körpertemperatur zu halten.

Beige Fettzellen kombinieren diese Eigenschaften. Sie verbrennen Energie, und im Gegensatz zu braunen Fettzellen, die in Gruppen wachsen, sind beige Fettzellen in weißen Fettablagerungen eingebettet.

Menschen und viele andere Säugetiere werden mit braunen Fettablagerungen geboren, die helfen, die Körpertemperatur nach der Geburt zu halten. Während braunes Fett bei menschlichen Babys im ersten Lebensjahr verschwindet, bleibt beiges Fett erhalten.

Menschen können weiße Fettzellen als Reaktion auf eine Diät oder eine kalte Umgebung natürlich in beige umwandeln. Wissenschaftler haben versucht, diesen Prozess zu imitieren, indem sie Stammzellen dazu bringen, reife beige Fettzellen zu werden.

Aber Stammzellen sind selten, und Feldman wollte einen Schalter finden, der eingeschaltet werden kann, um weiße Fettzellen direkt in beige umzuwandeln.

"Für die meisten von uns ist weißes Fett nicht selten, und wir würden uns gerne von einem Teil davon trennen," sagte Feldman.

Mäuse und Menschen
Feldman wusste aus seinen früheren Experimenten, dass ein Protein namens KLF-15 eine Rolle im Stoffwechsel und in der Funktion von Fettzellen spielt.

Zusammen mit dem Postdoktoranden Liang Li, PhD, entschied sich Feldman zu untersuchen, wie das Protein bei Mäusen funktioniert, die ihr ganzes Leben lang braunes Fett behalten. Sie fanden heraus, dass KLF-15 in weißen Fettzellen viel weniger verbreitet ist als in braunen oder beigen Fettzellen.

Als sie dann Mäuse mit weißen Fettzellen züchteten, die kein KLF-15 hatten, verwandelten die Mäuse sie von weiß in beige. Fettzellen konnten nicht nur von einer Form in eine andere wechseln, sondern ohne das Protein schien der Standardzustand beige zu sein.

Forscher untersuchten dann, wie KLF-15 diesen Einfluss ausübt. Sie züchteten menschliche Fettzellen und fanden heraus, dass das Protein die Menge eines Rezeptors namens Adrb1 kontrolliert, der hilft, das Energiegleichgewicht zu halten.

Wissenschaftler wussten, dass die Stimulation eines verwandten Rezeptors, Adrb3, bei Mäusen Gewichtsverlust verursacht. Menschliche Studien mit Medikamenten, die auf diesen Rezeptor wirken, hatten jedoch enttäuschende Ergebnisse.

Ein weiteres Medikament, das den Adrb1-Rezeptor bei Menschen anvisiert, hat laut Feldman eine höhere Erfolgswahrscheinlichkeit und könnte erhebliche Vorteile gegenüber neuen injizierbaren Abnehmmitteln haben, die auf Appetit und Blutzucker abzielen.

Es könnte Nebenwirkungen wie Übelkeit vermeiden, da seine Aktivität auf Fettablagerungen beschränkt wäre, anstatt das Gehirn zu beeinflussen. Und die Effekte wären langanhaltend, da Fettzellen relativ lange leben.

"Wir sind noch nicht am Ziel, aber wir sind nahe genug, um klar zu sehen, wie diese Entdeckungen einen großen Einfluss auf die Behandlung von Fettleibigkeit haben könnten," sagte er.

Quelle: University of California