Entzündungsherd Fettgewebe – Neuropeptid-Hormon hemmt Entzündungsreaktion von Makrophagen

Doktorand Syed F Hassnain Waqas aus der AG Röszer bereitet die RNA-Analyse von Fettzellen vor Foto: Elvira Eberhardt / Uni Ulm

Sie beseitigen Krankheitserreger, entsorgen Zellreste aber auch Proteine und Lipide, wo diese nicht hingehören: die Makrophagen. Diese auch als „Fresszellen“ bekannten Immunzellen sind sozusagen biologische Kammerjäger, Ordnungshüter und Müllabfuhr in einem. Doch Makrophagen können auch entzündliche Prozesse auslösen, die Zellen und Gewebe schädigen.

Ist der Fettanteil im Körper stark erhöht, senden die Fresszellen im Fettgewebe kontinuierliche Gefahrensignale aus, die gefährliche Entzündungsreaktionen auslösen können. So kommt es bei Fettleibigkeit häufig zu Folgeerkrankungen wie Diabetes Typ 2 oder Atherosklerose. Wissenschaftler der Universität Ulm haben nun herausgefunden, dass ein bestimmtes Hormon (Neuropeptid FF) Fettgewebs-Makrophagen davon abhalten kann, solche gewebeschädigenden Entzündungen hervorzurufen.

„Fettleibigkeit ist ein hoher Risikofaktor für das Auftreten entzündlicher Prozesse“, erklärt Dr. Tamás Röszer, Arbeitsgruppenleiter am Ulmer Institut für Molekulare Endokrinologie der Tiere. Wenn der Fettanteil im Körper so hoch ist, dass die Fettzellen platzen und sich die unverpackten Lipide chemisch verändern, kommen die Makrophagen im Fettgewebe mit den Räumarbeiten nicht mehr nach und schlagen Alarm. Sie senden kontinuierlich Gefahrensignale aus und rufen damit körperweit gefährliche Entzündungsreaktionen hervor.

Und diese Signale setzen den Körperzellen auf Dauer gehörig zu und schädigen das Gewebe. Das geht so weit, dass Zellen an der Aufnahme von Glucose gehindert werden und diese dabei sogar verhungern. Der Glukosespiegel im Blut steigt dadurch an und bewirkt, dass Körperproteine chemisch modifiziert werden. Auf diese veränderten Proteine reagieren Makrophagen wiederum mit der Ausschüttung weiterer Entzündungssignale. „Dieser ungesunde Kreislauf mündet nicht selten in Krankheiten wie Typ 2-Diabetes, Atherosklerose oder Lebererkrankungen. Aber auch Osteoporose oder Erkrankungen der Herzkranzgefäße werden dadurch begünstigt“, sagt Röszer.

In Kooperation mit internationalen Forscherkollegen aus Frankreich, Spanien, Taiwan, Korea und den USA haben die Ulmer Wissenschaftler in einer experimentellen Studie an Mäusen jetzt nachweisen können, dass ein bestimmtes Hormon das gewebeschädigende Verhalten der Makrophagen im Fettgewebe unterbinden kann.

Das Neuropeptid FF (NPFF) ist bisher für seine Wirkung als Schmerz-Modulator sowie als Appetitzügler bekannt. Röszer konnte mit seinen Institutskollegen und Kollaborationspartnern in der neuen Studie nun zeigen, dass der Hormonspiegel dieses Neuropeptids besonders hoch war, wenn die Tiere schlank waren oder zuvor auf Diät gesetzt wurden und dabei die Kalorienzufuhr reduziert wurde.

„Wir haben dabei beobachten können, dass die Makrophagen direkt auf dieses Neuropeptid reagieren und daraufhin kaum noch Entzündungssignale aussenden“, so Syed F. Hassnain Waqas, Doktorand am Institut und Erstautor der Studie. Außerdem gelang es den Forschern, den Grund für das Gewebe-schonende Verhalten der Makrophagen aufzudecken.

„Das Hormon regt die Selbsterneuerung der Fettgewebs-Makrophagen an. Die entzündungsauslösenden Immunzellen werden dabei durch unschädliche Makrophagen ersetzt“, vermuten die Molekularbiologen. Bei starkem Übergewicht oder Fettleibigkeit ist dieser Selbsterneuerungsmechanismus gestört, weil zu wenig Neuropeptid FF im Blut ist. Wurde nun der Neuropeptid FF-Spiegel experimentell angehoben, normalisierte sich der Zellstoffwechsel, und die entzündungsbedingten Gewebeschäden gingen zurück. Veröffentlicht wurden die Ergebnisse kürzlich in der aktuellen Ausgabe der einflussreichen Fachzeitschrift „The Journal of Clinical Investigation“ (JCI).

„Unsere Studie ist ein guter Ausgangspunkt, um möglichen Folgeerkrankungen von starkem Übergewicht und Fettleibigkeit therapeutisch zu begegnen. Die Ergebnisse sind jedenfalls vielversprechend“, hofft der habilitierte Wissenschaftler Röszer, der die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Europäischen Kommission geförderte Studie federführend betreut hat.

Besonders vor Augen haben die Wissenschaftler dabei Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes Typ 2, die Mediziner und Gesundheitsökonomen vor gleichermaßen große Herausforderungen stellen. Denn mit der weltweiten Zunahme an Menschen, die unter Fettleibigkeit (Adipositas) leiden, ist auch die Zahl der Typ 2-Diabetiker in den letzten 30 Jahren dramatisch angestiegen. Nicht nur für den Einzelnen hat dies spürbare Folgen, sondern auch für ganze Gesundheitssysteme.

Weitere Informationen:
Dr. Tamás Röszer; E-Mail: tamas.roeszer@uni-ulm.de; Tel.: 0731 / 50 – 32630;

Literaturhinweis:
Waqas SFH, Hoang AC, Lin YT, Ampem G, Azegrouz H, Balogh L, Thuróczy J, Chen JC, Gerling IC, Nam S, Lim JS, Martinez-Ibañez J, Real JT, Paschke S, Quillet R, Ayachi S, Simonin F, Schneider EM, Brinkman JA, Lamming DW, Seroogy CM, and Röszer T: Neuropeptide FF increases M2 activation and self-renewal of adipose tissue macrophages; in: The Journal of Clinical Investigation; 127(7), in press; https://doi.org/10.1172/JCI90152;

Text und Medienkontakt:
Andrea Weber-Tuckermann

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