Lebenslauf - Life Science Nord

Präsentation des UKE
Ein neu entwickeltes Modell des menschlichen
Fettgewebes – Entstehung der Insulinresistenz und deren Therapiemöglichkeiten
im Typ II-Diabetes (V)
Janne Prawitt, Institut für Biochemie und Molekularbiologie II - Molekulare Zellbiologie,
Zentrum für Experimentelle Medizin, Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf,
Martinistrasse 52, 20246 Hamburg, prawitt@uke.uni-hamburg.de, Tel. 040-42803-8421
Ziel
Unser Institut beschäftigt sich mit Fragen des Fettstoffwechsels und der Entstehung damit assoziierter
Erkrankungen. Das besondere Interesse liegt dabei auf dem postprandialen Stoffwechsel,
also der Situation direkt nach der Nahrungsaufnahme, wenn der Körper eine große Menge an
Nahrungsfetten ihrem Bestimmungsort zuführen und verarbeiten muss. Das einflussreichste
Hormon in diesem Zustand ist das Insulin. Dieser Signalstoff ist neben der Einstellung des Blutzuckers
vor allem für die Einlagerung der Lipide in Fettzellen verantwortlich. Meine Arbeit befasst
sich in diesem Zusammenhang speziell mit der Rolle des Fettgewebes. Es dient nicht nur als
bloßer Speicherort für Energiereserven, sondern ist maßgeblich an der Regulation der Nahrungsaufnahme,
des Appetitverhaltens und des Energiestoffwechsels beteiligt. Gerät dieses fein
eingestellte System in Ungleichgewicht, zum Beispiel durch eine übermäßige Zufuhr von Nahrung,
können sich Übergewicht, Insulinresistenz und Diabetes Typ II mit schwerwiegenden Folgeerkrankungen
wie Atherosklerose entwickeln. Das Ziel meiner Arbeit ist es, ein in vitro Modell
des menschlichen Fettgewebes zu erarbeiten, an dem Untersuchungen des zellulären Stoffwechsels
unter physiologischen und pathophysiologischen Bedingungen durchgeführt werden
können.
Methoden
Das Modell wurde mithilfe zellbiologischer Methoden entwickelt und unter Verwendung mikroskopischer,
molekularbiologischer und proteinbiochemischer Techniken validiert. Die weitere Charakterisierung
erfolgte durch Untersuchungen relevanter Signalwege und funktioneller Tests des
Stoffwechselverhaltens.
Ergebnisse
Fettzellen (Adipozyten) entwickeln sich aus Vorläuferzellen (Präadipozyten), die wiederum aus
bestimmten Stammzellen hervorgehen. Dieses Phänomen haben wir uns zunutze gemacht und
ein Protokoll etabliert, nach dem reproduzierbar aus einer humanen mesenchymalen Stammzelllinie
reife Adipozyten differenziert werden können. Die Evaluierung des Zellsystems ergab, dass
die Zellen morphologisch und in bezug auf die funktionelle Ausstattung einem primären humanen
Adipozyten entsprechen. Die für das Fettgewebe typische Antwort auf einen Insulinstimulus
konnte über die Aktivierung entsprechender intrazellulärer Signalwege gezeigt werden. Eine erhöhte
Aufnahme von Glukose als Insulinantwort wurde nicht gefunden, was dem ermittelten Expressionsmuster
der vorhandenen Glukosetransporter entspricht. Im Zellsystem wurde die Ausschüttung
bestimmter hormoneller Stoffe (Adipozytokine) gemessen, deren Beteiligung am
Schutz vor bzw. an der Entstehung von Insulinresistenz als Vorstufe des Diabetes Typ II diskutiert
wird.
Schlussfolgerung
Die Entwicklung von Übergewicht und den daraus resultierenden Komplikationen wie Diabetes
Typ II stellen ein großes gesundheitliches und volkswirtschaftliches Problem dar. Die molekularen
Mechanismen dieser Erkrankungen liegen im Fokus zahlreicher aktueller wissenschaftlicher Studien.
Essentiell für grundlegende molekulare Untersuchungen im humanen System sind entsprechende
Zellmodelle. Das hier vorgestellte humane in vitro Modell ist ein geeignetes System zur
Untersuchung des zellulären Stoffwechsels der Fettzelle und kann somit einen Beitrag zur Aufklärung
der Pathogenese metabolischer Krankheiten und der Entwicklung von Therapieansätzen
leisten.
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