The life cycle of lipid-associated macrophages – Deciphering the cellular basis of metabolic disease
Übergewicht und Fettleibigkeit (Adipositas) sind weltweit auf dem Vormarsch. Beunruhigend sind sie vor allem wegen der damit verbundenen Begleiterkrankungen wie Bluthochdruck, Diabetes, Atherosklerose u. a., die unter dem Begriff „metabolisches Syndrom“ zusammengefasst werden. Welche Mechanismen die Adipositas mit diesen Erkrankungen verbinden, ist bisher nicht geklärt.
In allen Geweben sind Zellen des Immunsystems angesiedelt. Bei manchen Erkrankungen werden solche Zellen bereits in neueren therapeutischen Ansätzen genutzt. Insbesondere im Fettgewebe ist die Population der Immunzellen sehr vielgestaltig. Dr. Thaiss und Dr. Jaitin haben eine neue Gruppe derartiger Zellen entdeckt, die „lipidassoziierten Makrophagen“ (LAMs), die rund um die Fettzellen angesiedelt sind und offensichtlich den negativen Auswirkungen einer zu starken Fettansammlung auf den Stoffwechsel entgegenwirken. Ähnliche Genaktivitätsmuster wie bei den LAMs findet man auch in anderen Makrophagen, die z. B. mit atherosklerotischen Gefäßschäden oder Fettleber assoziiert sind. Die Wissenschaftler vermuten deshalb, dass die LAMs an einer umfassenden Immunreaktion gegen Adipositas-bedingte Stoffwechselstörungen mitwirken.
Im Rahmen des Forschungsprojekts untersuchen Dr. Thaiss und Dr. Jaitin die biologischen Eigenschaften der LAMs und insbesondere ihren Lebenszyklus genauer. An Fettzellen von gesunden und übergewichtigen Menschen sowie an geeigneten gentechnisch veränderten Mäusen sollen mit molekularbiologischen, biochemischen und immunologischen Methoden folgende Fragen beantwortet werden:
- Aus welchen Vorläuferzellen entwickeln sich die LAMs und wie werden sie ins Fettgewebe dirigiert? Welche Signalmoleküle wirken an den beiden Vorgängen mit? Eignen sich diese Moleküle als therapeutische Ansatzpunkte?
- Wie verhalten sich die LAMs angesichts wiederholter Zyklen von Gewichtsab- und -zunahme, die fettleibige Menschen im Rahmen des „Jojo-Effekts“ häufig erleben? Verbleiben die LAMs bei Gewichtsabnahme im Fettgewebe oder verschwinden sie?
- Wie verändern sich die Funktion und das Genaktivitätsmuster der LAMs bei anhaltender Adipositas? Sind solche Veränderungen der Grund, warum die Schutzwirkung der LAMs irgendwann erschöpft ist, so dass die Erkrankungen des metabolischen Syndroms auftreten? Lassen sich die an Mäusen gewonnenen Erkenntnisse auf Menschen übertragen?
Insgesamt möchte die Forschergruppe genauere Kenntnisse über die LAMs und ihre immunologische Schutzwirkung gewinnen und klären, ob sich diese Zellen als Ansatzpunkte für neue Therapieverfahren gegen das metabolische Syndrom eignen. Darüber hinaus lassen sich die Befunde auch möglicherweise für die Erforschung von Immunmechanismen in anderen Geweben nutzen.