Krijgen van witte vetcellen om calorieën te verbranden kan een manier zijn om overgewicht aan te pakken

Amerikaanse wetenschappers hebben een eiwitschakelaar ontdekt die bepaalt of voorloper-vetcellen veranderen in witte vetcellen die calorieën opslaan, of bruine vetcellen die calorieën verbranden. Ze suggereren dat de strijd tegen obesitas en diabetes een aantal waardevolle aanwijzingen kan bevatten door te bestuderen hoe deze schakelaar werkt. Kan het bijvoorbeeld mogelijk zijn om het te gebruiken om witte vetcellen te herprogrammeren om zich meer als bruine vetcellen te gedragen?
Patrick Seale, assistent-professor cel- en ontwikkelingsbiologie en lid van het Institute for Diabetes, Obesity and Metabolism of aan de Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania, en collega's, schrijven over hun bevindingen in het 14 maart online nummer van de dagboek Celstofwisseling.
Seale zegt in een verklaring:
"Bruine vetcellen zijn de professionele hitte producerende cellen van het lichaam."
En daarom zijn ze beschermend tegen obesitas en diabetes, voegt hij eraan toe.

Bruin vet verbrandt calorieën, wit vet slaat ze op

Bruin vet verbrandt calorieën om warmte te genereren, terwijl wit vet calorieën opslaat in de al te voor de hand liggende afzettingen die het groeiende aantal mensen met overgewicht en obesitas teisteren.
Het dragen van overtollig wit vet rond de buik hangt samen met metabole stoornissen, insulineresistentie en hartaandoeningen.
Bruine vetcellen bevatten veel kleinere druppeltjes lipiden en de meeste mitochondriën (cellulaire krachtcentra die de energiebevattende lipiden "verbranden") van elk celtype. Omdat de mitochondria pigmenten bevatten die ijzer binden, maakt dit de cellen bruin.
Tot niet zo lang geleden geloofden wetenschappers dat de enige mensen die bruin vet hadden, baby's waren. Meer recent hebben ze ontdekt dat volwassenen kleine maar belangrijke hoeveelheden hebben, in verschillende delen van het lichaam, en deze zijn waarschijnlijk geëvolueerd om ons te helpen de kou het hoofd te bieden.
Nu suggereren ze dat het vermogen van bruine vetcellen om warmte te genereren ook kan worden toegepast op het omgaan met obesitas en diabetes.
Dat komt omdat bruine en witte vetcellen uit hetzelfde type precursor-vetcel ontstaan ??en er een biologische schakelaar is die bepaalt welk van de twee vetcellen een precursorcel is.
Misschien is er een manier om deze schakelaar te gebruiken om "bruine vetcellen" in te schakelen en de energie te verbranden die is opgeslagen in witte vetcellen.

Protein Switch Controls Balance of Brown and White Fat Cells

Seale en collega's ontdekten dat de transcriptiefactor Ebf2 (afkorting van Early B Cell Factor 2) de activiteit reguleert van een receptoreiwit genaamd PPAR-gamma, dat bepaalt of precursor-vetcellen (stamcellen die vetcellen worden) veranderen in bruine vetcellen of witte vetcellen.
Ze vonden dat Ebf2 de bindingsactiviteit van PPAR-gamma reguleert, en suggereren dat dit gebeurt door het veranderen van epigenetische eiwitten bij bruine vetgenen.
Om tot de ontdekking te komen, voerden ze een genoom-brede studie uit van bindende regio's in PPAR-gamma in witte en bruine vetcellen.
Ze vonden dat bruin-cel-specifieke bindingsplaatsen ook werden geprimed om het DNA-patroon van Ebf2 te herkennen, dat alleen sterk tot expressie kwam in bruine vetcellen.
Dus besloten ze om te testen wat er gebeurt als Ebf2 wordt ingeschakeld in witte vetcellen in de voorloper (dikke stamcellen die al een deel van het pad zijn om witte cellen te worden).

Ebf2 overmatig tot uitdrukken in witte vet precursorcellen, effectief "hergeprogrammeerd" en vervolgens in bruine cellen

De onderzoekers vonden dat overexpressie van Ebf2 in witte vetcellen in voorloper zorgde ervoor dat ze bruine vetcellen werden. Ze controleerden hun bevindingen door het warmteopwekkende vermogen van de "opnieuw geprogrammeerde" witte cellen te testen. Ze ontdekten dat ze veel meer zuurstof verbruiken (een manier om de warmteproductie te beoordelen) dan normale witte cellen en bevatten grotere hoeveelheden mitochondriën.
Genen waarvan bekend is dat ze betrokken zijn bij warmteproductie, werden ook tot overexpressie gebracht in de opnieuw geprogrammeerde witte cellen.
Met andere woorden, de geherprogrammeerde witte cellen hadden alle kenmerken van normale bruine vetcellen.
De onderzoekers voerden vervolgens verdere tests uit bij muizen om na te gaan of Ebf2 essentieel was voor de ontwikkeling van bruin vet.
Ze fokten muizen om Ebf2 te missen en vonden (in laatstadiumembryo's) witte vetafzettingen die zich ontwikkelden op plaatsen waar normaal alleen bruin vet wordt gevonden.
Ze concluderen dat dit suggereert bij afwezigheid van Ebf2 differentiëren vette stamcellen alleen in witte vetcellen.

Het manipuleren van Ebf2 zou het metabolisme kunnen veranderen door de vetceldifferentiatie te veranderen

Recente studies hebben aangetoond dat bruine vetcellen een belangrijke rol kunnen spelen in het metabolisme van de mens: een die nog niet goed is begrepen.

Studies die hebben gekeken naar PET-scans van hoe verschillende weefsels in het lichaam glucose opnemen, hebben aangetoond dat de aantallen bruine vetcellen omgekeerd evenredig zijn aan de leeftijd en body mass index (BMI). Dus mensen die ouder zijn of een hogere BMI hebben, hebben meer kans op minder bruine vetcellen dan mensen die jonger zijn of een lagere BMI hebben.
Misschien kan, zoals deze studie suggereert, door een biologische schakelaar te gebruiken, het mogelijk zijn om dat evenwicht om te keren en witte cellen opnieuw te programmeren om meer op bruine cellen te lijken, zodat ze de lipiden die ze dragen verbranden in plaats van ze op te slaan.
In deze studie hebben de onderzoekers, door Ebf2 te identificeren, een stadium vastgesteld dat vrij vroeg is in de ontwikkeling van stamcellen tot bruine vetcellen.
Dit op zich is belangrijk, omdat wetenschappers normaal vinden dat hoe vroeger in het ontwikkelingsproces het eiwit actief is, hoe meer kracht het heeft om de differentiatie aan te sturen.
Het nadeel is dat omdat Ebf2 een transcriptiefactor is, het geen duidelijke bindingsplaats heeft, dus het kan geen medicijndoelwit zijn, maar, zoals Seale opmerkt, "misschien is een eiwit dat ermee verwant is".
Hij en zijn collega's suggereren dat één benadering zou kunnen zijn om de werking van Ebf2 met zo'n gerelateerd eiwit te blokkeren of te stimuleren.
In oktober 2012 hebben onderzoekers van de University of California, San Francisco (UCSF) onthuld hoe ze een andere switch ontdekten, gebaseerd op het eiwit UCP1 dat vetverbranding in bruine vetcellen inschakelt. Ze suggereren dat dit het doelwit zou kunnen zijn van geneesmiddelen die de verbranding van calorieën verhogen door de schakelaar in de "aan" -stand te houden.
Maar net als bij de Ebf2-ontdekking weten we nog lang niet of een dergelijke aanpak praktisch zou zijn voor gewichtsbeheersing.
Geschreven door Catharine Paddock PhD