Fettleibigkeit hinterlässt bleibende molekulare Spuren im Immunsystem

Menschen, die mit Fettleibigkeit leben, „markieren“ die Erinnerung an ihr Übergewicht in einem wichtigen Teil des Immunsystems – was laut einer in EMBO Reports veröffentlichten 10-Jahres-Studie dazu führt, dass Menschen noch Jahre nach dem Abnehmen einem Risiko für durch Fettleibigkeit bedingte Erkrankungen ausgesetzt sind.

Ein europäisches Forschungsteam unter der Leitung von Professor Claudio Mauro von der Universität Birmingham mit Unterstützung des Biomedizinischen Forschungszentrums des National Institute for Health and Care Research (NIHR) in Birmingham hat gezeigt, dass Immunzellen, sogenannte T-Helferzellen (oder CD4+-Lymphozyten), ein langes Gedächtnis für Fettleibigkeit haben.

Durch einen Prozess, der als DNA-Methylierung bekannt ist, heften sich Tags oder Marker an die DNA in den Immunzellen. Dieses „Tagging“ hält wahrscheinlich zwischen 5 und 10 Jahren an, nachdem Menschen erfolgreich abgenommen haben. Der daraus resultierende Einfluss des „Gedächtnisses“ von Fettleibigkeit in T-Helferzellen könnte zu einer Fehlregulation einiger üblicher Aktivitäten des Immunsystems führen, darunter die Beseitigung von Abfallstoffen und die Regulierung der Immunalterung. Das Forschungsteam geht davon aus, dass dies dazu führen könnte, dass Menschen, die Gewicht verlieren, noch lange nach Erreichen eines Normalgewichts einem Risiko für durch Fettleibigkeit bedingte Erkrankungen ausgesetzt sind.

Forscher entnahmen Immunzellen von vier Personengruppen, um ein möglichst detailliertes Bild der Auswirkungen von Fettleibigkeit zu erhalten. Die Studie umfasste:

• Blutentnahme von Patienten, die an Fettleibigkeit litten und Injektionen zur Gewichtsabnahme erhielten,
• Entnahme von Blut von Patienten mit einer seltenen genetischen Störung namens Alstrom-Syndrom, die durch früh einsetzende Fettleibigkeit im Kindesalter gekennzeichnet ist, und gesunden Paaren,
• Entnahme von Blut und Fettgewebe aus einer Kohorte von Teilnehmern, die an einer 10-wöchigen Trainingsintervention teilgenommen haben
• Entnahme von Blut und Fettgewebe aus normalgewichtigen oder adipösen Kohorten mit Arthrose, die sich einer Hüft- oder Kniegelenkersatzoperation unterziehen.

Die Arbeit untersuchte außerdem Zellen von Mäusemodellen, die mit einer fettreichen Diät gefüttert wurden, sowie Blutspenden von gesunden menschlichen Freiwilligen. Diese Modelle wurden verwendet, um die Mechanismen innerhalb von Zellen zu untersuchen, die der Immunschwäche bei Fettleibigkeit zugrunde liegen.

Professor Claudio Mauro von der Abteilung für Entzündungen und Alterung an der Universität Birmingham, Co-Hauptautor der Studie, sagte: „Die Ergebnisse legen nahe, dass kurzfristiger Gewichtsverlust das Risiko einiger mit Fettleibigkeit verbundener Krankheitszustände, einschließlich Typ-2-Diabetes und einiger Krebsarten, möglicherweise nicht sofort verringert.“

„Stattdessen wird das ,Fettleibigkeitsgedächtnis‘ durch eine kontinuierliche Gewichtskontrolle nach dem Abnehmen langsam verblassen. Die anhaltende Aufrechterhaltung des Gewichtsverlusts kann mehrere Jahre dauern, wahrscheinlich 5–10 Jahre, obwohl dies weitere Untersuchungen erfordert, um die Auswirkungen von Fettleibigkeit auf T-Zellen vollständig umzukehren.“

„Darüber hinaus weist unsere Studie auf potenzielle therapeutische Möglichkeiten hin, um diesen Prozess zu beschleunigen, wie etwa die Neuverwendung von Medikamenten wie SGLT2-Inhibitoren, die sich als vielversprechend bei der Reduzierung von Entzündungen und der Förderung der immunvermittelten Beseitigung alternder Zellen bei Fettleibigkeit erwiesen haben.“

Tagging beeinflusst die Reinigung und Alterung von Zellen

Das Autorenteam identifiziert zwei spezifische Wege, über die sich die Markierung auf T-Helferzellen auswirkt.

Es wird angenommen, dass die Erinnerung an Fettleibigkeit die Autophagie (wo Zellen Teile von sich selbst fressen, um den Abfall zu beseitigen) und die Immunseneszenz (die Alterung des Immunsystems) beeinflusst. Das Forschungsteam wird diese Erkenntnisse nutzen, um nach gezielten Behandlungen zu suchen, die dabei helfen, die typische Funktion des Immunsystems wiederherzustellen, die durch die DNA-Markierung gehemmt wird. Die daraus resultierenden potenziellen Behandlungen könnten dann zusätzlich zu bestehenden Therapien zur Gewichtsreduktion eingesetzt werden, um das Risiko von Erkrankungen wie Stoffwechselerkrankungen und Krebs zu verringern, die durch Fettleibigkeit verschlimmert werden.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass Fettleibigkeit mit dauerhaften epigenetischen Veränderungen verbunden ist, die das Verhalten von Immunzellen beeinflussen. Dies deutet darauf hin, dass das Immunsystem eine molekulare Aufzeichnung vergangener Stoffwechselexpositionen speichert, was Auswirkungen auf das langfristige Krankheitsrisiko und die Genesung haben könnte.“

Dr. Belinda Nedjai vom Wolfson Institute of Population Health an der Queen Mary University London und leitende Autorin des Artikels

Professor Andy Hogan vom Kathleen Lonsdale Institute for Human Health Research an der Maynooth University Ireland sagte: „Wir wissen, dass Fettleibigkeit eine chronisch fortschreitende und rezidivierende Krankheit ist, und unsere Ergebnisse liefern ein besseres Verständnis der genauen molekularen Mechanismen, die möglicherweise das Rückfallrisiko auslösen, und verdeutlichen die Herausforderungen, vor denen Menschen mit Fettleibigkeit stehen, ihr Gewicht erfolgreich zu kontrollieren.“

Die Studie wurde vom NIHR Biomedical Research Centre: Birmingham durchgeführt, das Forschung unterstützt, die sich auf die Verbesserung der Ergebnisse für Menschen mit mehreren Langzeiterkrankungen konzentriert.

Quellen: