Ein neuer Zelltyp könnte die Behandlung von Fettleibigkeit ermöglichen

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Ein neuer Zelltyp könnte die Behandlung von Fettleibigkeit ermöglichen

Wissenschaftler der EPFL haben einen neuen Zelltyp entdeckt, der im menschlichen Omentalfettgewebe residiert und die Bildung neuer Fettzellen hemmen kann. Dies erklärt, warum das Risiko für die Entwicklung von Stoffwechselkrankheiten bei Menschen mit einer Fettansammlung um die Eingeweide herum höher ist.

Das Verständnis der Entstehung und Funktionsweise des Fettgewebes ist für die Behandlung von Fettleibigkeit und den damit verbundenen Stoffwechselerkrankungen von entscheidender Bedeutung. Allerdings verhält sich das Fettgewebe oder Körperfett je nach seiner anatomischen Lage unterschiedlich.

Nehmen wir als Beispiel das Omentum, ein großes, schürzenförmiges Fettgewebe, das vom Magen herabhängt und die in der Bauchhöhle liegenden Organe wie z. B. den Darm bedeckt. Das Omentum speichert nicht nur Fett, sondern spielt auch eine Rolle bei der Immunregulation und der Geweberegeneration.

Die Ansammlung von Fett im Omentalfettgewebe wird mit dem apfelförmigen Körperbau und damit mit einem erhöhten Risiko für Stoffwechselerkrankungen in Verbindung gebracht. Dieses Wachstum ist nicht auf die Bildung neuer Fettzellen zurückzuführen, ein Prozess, der als Adipogenese bezeichnet wird, sondern vielmehr auf die Vergrößerung bestehender Fettzellen oder Hypertrophie. Dies kann zu chronischen Entzündungen sowie zu Insulinresistenz führen.

Die begrenzte Fähigkeit des omentalen Fettgewebes, selbst bei Kalorienüberschuss neue Fettzellen zu bilden, steht in deutlichem Kontrast zum Verhalten des subkutanen Fetts. Die Mechanismen, die diesen Unterschied erklären, sind bislang unbekannt. Wissenschaftler der Gruppe von Bart Deplancke an der EPFL haben kürzlich eine neue Zellpopulation identifiziert, die sich im menschlichen Omentalfettgewebe befindet und in der Lage ist, die Adipogenese zu hemmen. Diese in der Zeitschrift Cell Metabolism veröffentlichte Entdeckung wirft ein neues Licht auf die Tatsache, dass das Omentalfett nur eine begrenzte Fähigkeit zur Produktion neuer Fettzellen besitzt, und hat wichtige Auswirkungen auf die Behandlung von Fettleibigkeit.

Die Forscherinnen und Forscher verwendeten eine fortschrittliche Technik zur Sequenzierung von RNA auf Einzellerebene, um Zellen aus verschiedenen menschlichen Fettdepots zu analysieren. Sie konnten verschiedene zelluläre Subpopulationen isolieren und deren Fähigkeit testen, sich in Fettzellen umzuwandeln. Unterstützt von mehreren medizinischen Einrichtungen, darunter das Universitätsspital Lausanne (CHUV), waren an dieser Studie mehr als dreißig menschliche Spenderinnen und Spender beteiligt, um einen detaillierten Vergleich zwischen den verschiedenen anatomischen Lokalisationen der Fettmasse durchzuführen.

Mit diesem Ansatz konnte eine Zellpopulation identifiziert werden, die ausschließlich im Omentalfettgewebe vorkommt und deren Vorkommen die ungewöhnlichen Eigenschaften erklären könnte. Es handelt sich dabei um Mesothelzellen, Zellen, die normalerweise bestimmte Körperhöhlen auskleiden, um eine Schutzschicht zu bilden. Einige dieser Mesothelzellen könnten sich in mesenchymale Zellen verwandeln, die sich wiederum in verschiedene Arten von reifen Zellen differenzieren können, darunter auch Adipozyten (Fettzellen). Dieser dynamische Übergang zwischen den beiden Zellzuständen könnte ein Schlüsselmechanismus zur Regulierung des adipogenen Potenzials des Omentalfettgewebes sein.

Die Studie hat gezeigt, dass diese Zellen in der Lage sind, ihre Mikroumgebung so zu modulieren, dass sie die Entwicklung des Fettgewebes und speziell die Produktion neuer Fettzellen einschränken. Indem sie von einem Zustand in den anderen wechseln, könnten diese Zellen also das gesamte Stoffwechselverhalten der omentalen Fettablagerung und ihre Fähigkeit, Fett anzusammeln, ohne metabolische Komplikationen auszulösen, beeinflussen.

"Wir haben zumindest teilweise den molekularen Mechanismus entdeckt, mit dem diese neue Population von Omentalzellen die Adipogenese beeinflusst", sagt Radiana Ferrero (EPFL), die zu den Hauptautorinnen und -autoren der Studie gehört. "Konkret sezernieren diese Zellen in ihrer Mikroumgebung eine hohe Menge des Insulin-ähnlichen Wachstumsfaktor-Bindungsproteins Nummer 2 [IGFBP2], ein Protein, das bereits dafür bekannt ist, die Adipogenese zu hemmen. Indem sie an Rezeptoren binden, die auf benachbarten Fettstamm- und -vorläuferzellen lokalisiert sind, hindern sie deren Zellen daran, sich in neue, reife Fettzellen zu verwandeln."

"Diese Ergebnisse haben wichtige Auswirkungen auf das Verständnis und die Entwicklung potenzieller Behandlungsmethoden für metabolisch ungesunde Fettleibigkeit", erklärt Pernille Rainer (EPFL), die ebenfalls leitende Forscherin der Studie ist. "Das Wissen, dass das Omentalfett einen integrierten Mechanismus zur Begrenzung der Fettzellenbildung besitzt, könnte zu neuen Behandlungsmethoden führen, die diesen natürlichen Prozess modulieren. Darüber hinaus könnte unsere Forschung den Weg für gezielte Therapien ebnen, die spezifisch das Verhalten bestimmter Fettdepots beeinflussen und andere nicht."

Referenzen

Radiana Ferrero, Pernille Yde Rainer, Marie Rumpler, Julie Russeil, Magda Zachara, Joern Pezoldt, Guido van Mierlo, Vincent Gardeux, Wouter Saelens, Daniel Alpern, Lucie Favre, Nathalie Vionnet, Styliani Mantziari, Tobias Zingg, Nelly Pitteloud, Michel Suter, Maurice Matter, Kai-Uwe Schlaudraff, Carles Canto und Bart Deplancke. A human omentum-specific mesothelial-like stromal population inhibits adipogenesis through IGFBP2 secretion. Cell Metabolism, 9. Mai 2024. DOI: 10.1016/j.cmet.2024.04.017