Stoffwechsel: Mechanismus für Stoffwechselerkrankungen entdeckt

Der zelluläre Fettstoffwechsel z. B. ist ein streng regulierter Prozess, der auf einem Zusammenspiel mehrerer Organellen beruht und es Zellen ermöglicht, sich wechselnden Nährstoffangeboten anzupassen. Hierbei spielt die Speicherung von Triacylglyceriden (Neutralfetten) in sog. Lipid Droplets (Lipidtropfen) eine zentrale Rolle.
Wie WissenschaftlerInnen in jüngster Zeit herausfanden, sind Lipid Droplets jedoch nicht nur reine Fettspeicher, sondern sehr dynamische Organellen, die für die korrekte Balance aus Speicherung von Fetten bei hohem Nahrungsangebot und Bereitstellung von Energie und Membranbausteinen bei Mangelangebot essenziell sind. Störungen der Lipid-Droplet-Funktionen stehen in enger Verbindung mit einer Vielzahl von Krankheitsbildern wie Atherosklerose, Adipositas, nicht-alkoholische Fettleber, Diabetes mellitus Typ 2 oder neurodegenerative Erkrankungen.
Wie Lipid Droplets entstehen, wie ihre Funktion reguliert wird und wie sie mit anderen Organellen kommunizieren, erforschen WissenschaftlerInnen der Universität des Saarlandes, der SRH Hochschule für Gesundheit und der Stanford Universität.
Dabei spielt das sog. PEX19-Protein eine zentrale Rolle. PEX19 ist v. a. bei der Bildung der sog. Peroxisomen von zentraler Bedeutung. Diese Zellorganellen spielen in der Verarbeitung von bestimmten Fettsäuren und Lipidklassen eine Rolle. Eine kürzlich veröffentlichte Arbeit konnte zeigen, dass PEX19 eine zusätzliche, von den Peroxisomen unabhängige Rolle im Fettstoffwechsel spielt: PEX19 ist für die korrekte Zielsteuerung einiger Proteine zu den Lipid Droplets verantwortlich.
Eine Fehlfunktion von PEX19 kann daher auch bislang unbekannte gravierende Auswirkungen auf den Fettstoffwechsel haben, die sich in Stoffwechselkrankheiten niederschlagen können. So beobachteten die Forschenden, dass wenn die Lipid-Droplet-Proteine nicht korrekt an ihren Bestimmungsort gelangen, die Zellen übermäßige Mengen an Neutralfetten in ihren Lipid Droplets speichern und die Fettspeicher bei Bedarf nicht vollständig entleeren. „Diese bisher unerkannte Funktion von PEX19 für den zellulären Fettstoffwechsel liefert wichtige Hinweise darauf, wie verschiedene Organellen innerhalb einer Zelle miteinander kommunizieren müssen, um ihren Stoffwechsel an sich verändernde Bedingungen anzupassen“, führt Prof. Marcus Grimm von der SRH Hochschule für Gesundheit aus.
Der dynamische Auf- und Abbau von Lipid Droplets ist wesentlich für die menschliche Gesundheit, und die Erkenntnisse über detaillierte molekulare Abläufe dieser Mechanismen sind ein wichtiger Schritt, um neue Therapien zur Behandlung von metabolischen Erkrankungen entwickeln zu können.

Literatur
1. Lyschik S et al.: PEX19 coordinates neutral lipid storage in cells in a peroxisome-independent fashion. Front Cell Devl Biol 2022; 10.

Quelle: Universität des Saarlandes, Pressemeldung 04.05.2022

Diesen Artikel finden Sie auch in ERNÄHRUNGS UMSCHAU 6/2022 auf Seite M296.