Adipositas: Protein "Mitch" entscheidet, ob Fett gespeichert oder verbrannt wird
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Forscher am Weizmann-Institut identifizieren mit MTCH2 einen zellulären Schalter, der die Fettverbrennung ankurbelt und die Bildung neuer Fettzellen blockiert.
Es ist wohl ein einziges Protein in den Mitochondrien, das bestimmt, ob unser Körper Fett einlagert oder als Energiequelle nutzt. Forscher am israelischen Weizmann Institute of Science haben das Protein MTCH2 – intern "Mitch" getauft – als zentralen Regler des Fettstoffwechsels in menschlichen Zellen identifiziert.
Das Team um Professor Atan Gross zeigte in einer im EMBO Journal veröffentlichten Studie zeigt, dass Fett und Kohlenhydrate stärker verbrannt werden, wenn Mitch deaktiviert wird. Gleichzeitig wird auch die Bildung neuer Fettzellen gehemmt.
Diese Entdeckung könnte auf lange Sicht ein Problem lösen, das oftmals mit Abnehmmedikamenten wie Wegowy einhergeht: der unerwünschte Verlust von Muskelmasse.
Der Befund baut auf früheren Tierversuchen auf, die bereits für Aufsehen sorgten. Mäuse, denen Mitch im Muskelgewebe fehlte, blieben selbst unter kalorienreicher Diät schlank, bildeten mehr sauerstoffzehrende Muskelfasern aus und schnitten in Belastungstests besser ab.
Wie ein einzelnes Protein gleichzeitig vor Fettleibigkeit schützen und die Ausdauer steigern kann, war zunächst ein Rätsel. Die Antwort fanden die Forscher in den Mitochondrien.
Der zelluläre Fett-Schalter in den Kraftwerken der Zelle
Mitochondrien können zu großen, effizienten Netzwerken verschmelzen oder als einzelne, weniger leistungsfähige Einheiten existieren. Wie sich zeigte, steuert Mitch diese Fusion. Fehlt das Protein, zerfällt das mitochondriale Netzwerk. Im Ergebnis wird die Energieproduktion weniger effizient, was die Zellen dazu zwingt, mehr Brennstoff zu verbrauchen.
Postdoktorandin Sabita Chourasia, die die neue Studie leitete, untersuchte mit gentechnischen Verfahren, was in menschlichen Zellen ohne Mitch passiert. Das Team analysierte mehr als 100 am Stoffwechsel beteiligte Substanzen im Abstand weniger Stunden.
Die Zellatmung stieg messbar an, die Zellen verbrannten verstärkt Fette, Kohlenhydrate und Aminosäuren. Während normale Zellen bevorzugt Kohlenhydrate und Proteine als Energiequelle nutzen, griffen Zellen, die einen niedrigen Mitch-Spiegel aufwiesen, deutlich stärker auf Fett zurück.
Blockierte Fettzellen-Entstehung durch Energieknappheit
Noch bemerkenswerter ist: Ohne Mitch konnten sich Stammzellen kaum noch zu reifen Fettzellen entwickeln. Der Grund ist ein Dominoeffekt: Den Zellen fehlt die Energie für die aufwendige Membransynthese, dann werden noch Gene für die Differenzierung unterdrückt, und auch metabolische Bausteine sind knapp.
Mitch entscheide "über das Schicksal von Fett in menschlichen Zellen", fasst Gross gegenüber dem Weizmann-Institut zusammen. Dass Frauen mit Adipositas tendenziell erhöhte MTCH2-Spiegel aufweisen, unterstreicht die klinische Relevanz.
Parallel dazu zeigt eine in Life Sciences publizierte Studie, dass regelmäßiges Krafttraining die Produktion von Mitch beeinflussen kann. Es verändert die Promotorregion des MTCH2-Gens epigenetisch so, dass die durch Adipositas ausgelöste Überproduktion des Proteins in der Leber heruntergeregelt wird.
Krafttraining wird damit zu einem natürlichen Hebel, den Fett-Schalter ohne Medikamente umzulegen.
Perspektive für die Adipositas-Therapie
Die Ergebnisse sind bislang auf Zellkultur und Mausmodelle beschränkt. Klinische Studien zu MTCH2-Hemmern existieren nicht, und die Forscher betonen, dass Sicherheit und Organspezifität zunächst geklärt werden müssen.
Dennoch eröffnet der Mechanismus eine interessante Perspektive: Aktuelle GLP-1-basierte Medikamente wie Semaglutid reduzieren zwar Körperfett, bauen aber häufig auch Muskelmasse ab.
Eine gezielte MTCH2-Inhibition könnte theoretisch Fett abbauen, während Muskeln – wie im Mausmodell beobachtet – sogar profitieren.
Wie komplex das Zusammenspiel von Mitochondrien und Fettstoffwechsel ist, zeigen auch aktuelle Arbeiten aus Jena, die ein Schlüssellipid für die Verjüngung gealterter Mitochondrien identifizierten.
Und eine Science-Studie zu neu entdeckten Stammzellen liefert Hinweise, warum gerade ab der Lebensmitte aggressiv neue Fettzellen gebildet werden.
An der Mitch-Studie waren neben dem Weizmann-Institut auch die University of Pennsylvania und die University of Texas at San Antonio beteiligt.