Übergewicht: Gene spielen sehr wohl eine große Rolle

„Die Gene sind schuld!“ Diese Aussage tun viele als billige Ausrede ab, wenn es um das Thema Übergewicht geht. Doch die Betroffenen haben damit gar nicht so Unrecht. Eine bestimmte Genregion stand schon lange in Verdacht, der Verursacher von Übergewicht zu sein.

Wie genau dieser Vorgang aber vor sich geht, war bisher ungeklärt. Ein Team aus Forschern der Technischen Universität München (TUM), des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Harvard Medical School in Boston hat sich gemeinsam mit Kollegen daran gemacht, das zu ändern. Und es ist ihnen gelungen. Sie konnten zeigen, dass eine einzige genetische Veränderung in dieser Genregion dafür verantwortlich ist, dass die Fettspeicherung angeregt und die Fettverbrennung gehemmt wird und damit zu Übergewicht führen kann.

Ihre Arbeit veröffentlichten die Wissenschaftler im Fachmagazin New England Journal of Medicine.

Hauptverdächtiger bei Übergewicht: Das FTO-Gen

Bereits 2007 hat man einen Verdachtskandidaten unter den Genen ins Auge gefasst: das FTO-Gen. Man fand heraus, dass Menschen ein höheres Risiko für Adipositas haben, wenn sie diesen Genbereich in sich tragen. Deshalb nannte man es auch „Fat Mass and Obesity Associated“- Gen.

Um herauszufinden, über welchen Mechanismus das Gen das Körpergewicht beeinflusst, untersuchten die Wissenschaftler mithilfe bioinformatischer Methoden, in welchen Gewebetypen die FTO-Region am stärksten angeschaltet oder verändert war. Beides gilt als Zeichen für besondere genetische Aktivität.

„Viele Studien haben versucht die FTO-Region mit Gehirnbereichen in Verbindung zu bringen, die den Appetit oder die Neigung zu körperlicher Aktivität kontrollieren“, erklärt Dr. Melina Claussnitzer von der TUM, die als Hauptautorin die Studie leitete. „Wir konnten jetzt zeigen, dass die regulatorische Region innerhalb von FTO am stärksten in Vorläuferstufen von Fettzellen wirkt – unabhängig von Schaltkreisen im Gehirn.“

Das Energiegleichgewicht ist gestört

Fehlgeschlagene Prozesse in den Vorläuferzellen könnten also für die Entstehung von Übergewicht verantwortlich sein. Um diese These zu überprüfen wurden Fettgewebeproben von Menschen mit der normalen, oder der Risikoregion des FTO-Gens analysiert. Die Forscher kamen zu dem Ergebnis, dass zwei Gene, nämlich IRX3 und IRX5, nur in den Proben der Risikoregion angeschalten waren.

Das verändert offensichtlich das Energiegleichgewicht des Körpers. Die Folge: Übergewicht. „Weitere Experimente zeigten, dass IRX3 und IRX5 einen Prozess aktivieren, der die Vorläuferzellen dazu bringt, sich in Fettspeicherzellen zu entwickeln und die Fähigkeit zur Fettverbrennung zu verlieren“, ergänzt Prof. Hans Hauner, Professor für Ernährungsmedizin an der TUM.

Gene lassen sich ein- und ausschalten

Die Wissenschaftler konnten sogar noch einen Schritt weiter gehen. Nachdem fest stand, wer verantwortlich ist, ließ sich der Prozess auch kontrollieren. Im Labor wurde in Kulturen von menschlichen Fettgewebs-Vorläuferzellen die beiden Gene IRX3 und IRX5 ein- und ausgeschaltet und die jeweiligen Folgen untersucht.

Sind die Gene eingeschalten, wurde das Fettspeicherprogramm aktiviert. Waren sie hingegen ausgeschalten, verbrannten die Zellen Fett und erzeugten Hitze. Mit Versuchen an Mäusen wurde dieser Vorgang dann zusätzlich bestätigt.

In ihrer Untersuchung konnten die Forscher aber nicht nur den Mechanismus entschlüsseln, sondern auch die Ursache. Tatsächlich ist bei der Risiko-Variante nur eine einzige genetische Position innerhalb des FTO-Gens verändert. Mit neuesten genetischen Methoden haben die Wissenschaftler diesen Defekt behoben. Die Zellen arbeiteten wieder normal und steigerten die Fettverbrennung anstatt sie zu hemmen.

Tatort und Tatwaffe konnten geklärt werden

Anschaulicher wird das Vorgehen der Forscher durch folgenden Vergleich mit der Aufklärung eines Verbrechens von Melina Claussnitzer. „Der Hauptverdächtige FTO ist in Wahrheit nicht der tatsächliche ´Täter´. Unsere neuen Methoden konnten jetzt zwei Täter, IRX3 und IRX5, die zuerst nicht unter Verdacht standen, überführen. Die größte Herausforderung war für uns jedoch drei Dinge zu entschlüsseln: das Tatwerkzeug, also eine genetische Variante in einer schwer auffindbaren Region, den Tatort, also die Fett-Vorläuferzellen, und den Tatbestand, also die Hemmung der Fettverbrennung.“

Dazu entwickelten sie eine neue Methodik, die nun auch für die Erforschung von vielen anderen Krankheiten verwendet werden soll. Studien zur Entschlüsselung genetischer Signale sollen damit beschleunigt werden und könnten zu einer personalisierten Medizin für Adipositas oder auch Diabetes Typ 2 führen.

Für die rund 15 Millionen Menschen in Deutschland die an Adipositas leiden, 500 Millionen sind es weltweit, könnte das eine enorme Erleichterung bringen. Mit Übergewicht kommen nämlich auch Folgekrankheiten wie Bluthochdruck, Herzekrankungen oder Atembeschwerden, die damit vorgebeugt werden könnten.