De hoeveelheid vetzuren die door het bloed naar de weefsels wordt getransporteerd en daar wordt afgezet, wordt door een groot aantal factoren bepaald. Onderzoekers van het Max Delbrueck Centrum voor Moleculaire Geneeskunde van de Helmholtz Associatie (MDC) hebben nu een van deze factoren geïdentificeerd als het eiwit EHD2.
Als dit eiwit volledig ontbreekt, nemen vet-opslagcellen aanzienlijk meer vetzuren op uit de cellulaire omgeving. Dr. Claudia Matthaeus heeft dit verschijnsel voor het eerst waargenomen in het bruine vetweefsel van muizen tijdens haar werk aan het MDC. Zij vindt het bijzonder opwindend dat EHD2 blijkbaar ook een sleutelrol speelt in het vetmetabolisme van de mens. “We hebben ontdekt dat mensen met overgewicht minder EHD2 produceren dan mensen met een normaal gewicht,” zegt Matthaeus. Het is nog niet duidelijk waarom dit het geval is. Op basis van deze nieuwe inzichten gaan Matthaeus en haar collega’s, waaronder onderzoekers van de MDC-onderzoeksgroep onder leiding van professor Oliver Daumke, ervan uit dat EHD2 een metabole route aanstuurt die de vetzuuropname in vetcellen regelt. Deze route is gewijzigd bij obesitas, schrijven de onderzoekers in het tijdschrift PNAS.
Cellulaire opname van vet vindt plaats wanneer delen van het celmembraan afknellen
Oliver Daumke is al lang bekend met EHD2. De structuurbioloog is al meer dan tien jaar bezig met het karakteriseren van de structuur en het mechanisme van dit eiwit. Als membraaneiwit bevindt EHD2 zich in spier- en vetcellen. Tijdens het naar binnen vouwen van het celomhulsel worden kleine kolfvormige membraanstructuren gevormd, caveolae genaamd. Deze invaginaties blijven ofwel aan het oppervlak van het celmembraan of ze knijpen zich af en voeren vreemd materiaal – zoals vetzuren – de cel in. Dit proces staat bekend als endocytose, legt Daumke uit. De onderzoeker gaat ervan uit dat het EHD2 eiwit zich verzamelt in ringvormige structuren rond de hals van het membraanvat en zo het afknijpproces belemmert. Daumke is ervan overtuigd dat als EHD2 niet aanwezig is als stabilisator, caveolae vaker afknellen en de cel meer vet opneemt.
Dit is precies wat Matthaeus en haar collega’s onderzochten. De onderzoekers werkten met muizen waarin het EHD2-gen was uitgeschakeld. Met behulp van een elektronenmicroscoop stelde Matthaeus vast dat in vergelijking met normale muizen veel meer caveolae waren losgeraakt van het plasmamembraan. Ook kon ze vaststellen dat de vetzuuropname groter was in cellen zonder EHD2 en dat de lipidedruppels, dat zijn intracellulaire vetophopingen, in deze cellen groter waren.
Obesitas beïnvloedt EHD2-productie
Matthaeus vroeg zich af of ze ook bij mensen een invloed van EHD2 op de vetstofwisseling zou kunnen waarnemen. Daarom bestudeerde zij, samen met een collega van de Universiteit van Leipzig, weefselmonsters van mannen en vrouwen met een verschillend lichaamsgewicht. Al snel ontdekte zij dat bij mensen met overgewicht (body mass index van 25 of hoger), de cellen minder EHD2 produceren dan bij slanke mensen. De onderzoekster veronderstelt dat er een verband bestaat tussen het frequent afknellen van het membraan en de vorming van vetdepots. “Tijdens obesitas hebben we waargenomen dat het aantal caveolae en hun losraken van het membraan uit sync raken,” zegt Matthaeus.
In november verliet Matthaeus het MDC om een positie te aanvaarden bij de National Institutes of Health in de Verenigde Staten. Daar is ze van plan haar onderzoek naar caveolae en vetmetabolisme voort te zetten. “Er zijn nog veel onbeantwoorde vragen,” zegt Matthaeus. Ze is nu vooral geïnteresseerd in het onderzoeken van het transport van vetzuren binnen de cel en de vorming van lipidedruppels.