Mitochondrien: Fettsäure erhöht Leistungsfähigkeit
Neuer biologischer Signalweg entdeckt - Grundlage für neue Therapien
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Fliege: Forscher sind neuem Signalweg auf der Spur (Foto: pixelio.de, luise) |
Heidelberg (pte020/28.07.2015/13:30) Forscher des Deutschen Krebsforschungszentrums http://dkfz.de haben einen neuen Signalweg entdeckt, der die Funktion der Mitochondrien, die Kraftwerke der Zelle, steuert. Die Schlüsselrolle dabei spielt eine Fettsäure. In Experimenten mit Fliegen, die aufgrund eines Mitochondrien-Defekts an Parkinson-artigen Symptomen leiden, verbesserte diese als Futterzusatz die Krankheitssymptome.
Experimente mit Fliegen
"Es war purer Zufall, dass wir diese bisher völlig unbekannte Steuerung der Mitochondrien-Funktion entdeckt haben", unterstreicht Deniz Senyilmaz, der Erstautor der Arbeit aus der Gruppe von Aurelio Teleman. Teleman und sein Team wollten zusammen mit Kollegen aus Cambridge eigentlich den Stoffwechsel langkettiger Fettsäuren untersuchen. Dazu hatten die Forscher Fliegen gezüchtet, die keine Stearinsäure mehr bilden können, eine Fettsäure, die aus 18 Kohlestoff-Atomen aufgebaut ist. Die Tiere mit diesem Defekt erwiesen sich als nicht lebensfähig und kamen über das Puppenstadium nicht hinaus.
Weitere Analysen haben einen hochkomplexen biologischen Kontrollmechanismus zu Tage gebracht, der die Fusion sowie den Zerfall der Mitochondrien steuert und damit die Leistungsfähigkeit dieser Organellen. Der Schlüssel dieses Mechanismus ist der Transferrin-Rezeptor, der Stearinsäure gebunden hat. "Wir haben herausgefunden, dass die Stearinsäure, die bislang nur als einfaches Stoffwechselprodukt galt, auch Signalfunktionen ausübt", so Telemann. Die Mitochondrien-Steuerung funktioniert dabei nicht nur über Stearinsäure in der Fliege, sondern auch in der menschlichen Krebszelllinie HeLa.
Behandlung von Parkinson
In den Tests der Wissenschaftler zeigte sich: Wurde dem Fliegenfutter Stearinsäure zugesetzt, so verschmolzen die Mitochondrien der Tiere miteinander und waren leistungsfähig. Hielten die Forscher die Fettsäure knapp, zerfielen die Organellen. "Wenn Stearinsäure-Zusatz im Futter die Funktion normaler Mitochondrien verbessert, dann steigert sie möglicherweise auch die Leistungsfähigkeit krankhaft veränderter Mitochondrien", führt Teleman aus. Die Forscher untersuchten Fliegen, die aufgrund eines Mitochondrien-Defekts Parkinson-ähnliche Symptome zeigen und als anerkanntes Modell für diese neurodegenerative Erkrankung dienen.
Erhielten die kranken Tiere Stearinsäure im Futter, so verbesserten sich ihre motorischen Fähigkeiten sowie ihre Energiebilanz und sie lebten deutlich länger. "Das eröffnet die faszinierende Möglichkeit, mit einem Lebensmittelzusatz die Symptome von Patienten zu verbessern, die an mitochondrialen Erkrankungen leiden", weiß Teleman. "Aber natürlich ist das noch Zukunftsmusik, denn wir wissen noch gar nicht, ob menschliche Zellen genauso auf eine gesteigerte Menge Stearinsäure reagieren wie Fliegen. Unsere Nahrung enthält sowieso schon viel mehr Stearinsäure als das Fliegenfutter", erklärt der Wissenschaftler abschließend.
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