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Medizin
04. August 2015

Signalweg neu identifiziert: Mitochondrien-Steuerung über Stearinsäure

Wissenschaftler aus dem Deutschen Krebsforschungszentrum entdeckten einen völlig neuartigen Signalweg, der die Funktion der Mitochondrien, der Kraftwerke der Zelle, steuert. Die Schlüsselrolle dabei spielt überraschenderweise die Fettsäure Stearinsäure. Bei Fliegen, die aufgrund eines Mitochondrien-Defekts an Parkinson-artigen Symptomen leiden, verbessert die Fettsäure als Futterzusatz die Krankheitssymptome. Die Wissenschaftler veröffentlichten ihre Ergebnisse jetzt in der Zeitschrift Nature.

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Ohne Mitochondrien gäbe es kein höheres Leben. Jedes Tiere und jede Pflanze sind auf die kleinen intrazellulären Organellen angewiesen. Die Aufgaben der Mitochondrien sind vielfältig. Weil sie einen Großteil der biochemischen Energie bereitstellen, werden sie auch als „Kraftwerke der Zelle“ bezeichnet. Daneben sind sie für die Produktion und den Abbau von Aminosäuren und Fetten verantwortlich und steuern den Zelltod Apoptose. Entsprechend breit ist das Spektrum an Krankheiten, die mit Mitochondrien-Defekten im Zusammenhang stehen: Dazu zählen schwere Muskel- und Nervenkrankheiten, neurodegenerative Erkrankungen sowie alle Alterungserscheinungen.

Das Schlüsselelement dieses Steuermechanismus ist der Transferrin-Rezeptor, der Stearinsäure gebunden hat. „Wir haben herausgefunden, dass die Stearinsäure, die bislang nur als einfaches Stoffwechselprodukt galt, auch Signalfunktionen ausübt“, sagt Teleman. Die Forscher zeigten, dass die Mitochondrien-Steuerung über Stearinsäure nicht nur in der Fliege funktioniert, sondern auch in der menschlichen Krebszelllinie HeLa.

Wenn die Forscher dem Fliegenfutter Stearinsäure zusetzten, verschmolzen die Mitochondrien der Tiere miteinander und waren leistungsfähig, wenn sie die Fettsäure knapp hielten, zerfielen die Organellen. „Wenn Stearinsäure-Zusatz im Futter die Funktion normaler Mitochondrien verbessert, dann steigert sie möglicherweise auch die Leistungsfähigkeit krankhaft veränderter Mitochondrien“, begründet Telemann das weitere Vorgehen.

Die Forscher untersuchten daraufhin 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“, sagt 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. Möglicherweise zeigt eine weitere Steigerung keinerlei Auswirkungen mehr.“

Quelle: Deutsches Krebsforschungszentrum

Literatur:

Deniz Senyilmaz, Sam Virtue, Xiaojun Xu et al. Regulation of mitochondrial morphology and function by Stearoylation of TfR1. Nature 2015, DOI: 10.1038/nature14601. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature14601.html


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