Ilość kwasów tłuszczowych transportowanych przez krew do tkanek i tam odkładanych jest określana przez wiele czynników. Naukowcy z Centrum Medycyny Molekularnej Maxa Delbruecka w Stowarzyszeniu Helmholtza (MDC) zidentyfikowali teraz jeden z tych czynników jako białko EHD2.
Jeśli tego białka całkowicie brakuje, komórki magazynujące tłuszcz pobierają znacznie więcej kwasów tłuszczowych ze środowiska komórkowego. Dr Claudia Matthaeus po raz pierwszy zaobserwowała to zjawisko w brązowej tkance tłuszczowej myszy podczas swojej pracy w MDC. Jest to dla niej szczególnie ekscytujące, że EHD2 najwyraźniej odgrywa kluczową rolę również w metabolizmie tłuszczów u ludzi. „Odkryliśmy, że ludzie z nadwagą produkują mniej EHD2 niż ludzie z normalną wagą,” mówi Matthaeus. Nie jest jeszcze jasne, dlaczego tak się dzieje. W oparciu o te nowe spostrzeżenia, Matthaeus i jej koledzy, w tym naukowcy z grupy badawczej MDC kierowanej przez profesora Olivera Daumke, zakładają, że EHD2 kontroluje szlak metaboliczny, który reguluje wychwyt kwasów tłuszczowych w komórkach tłuszczowych. Ścieżka ta jest modyfikowana w otyłości, piszą naukowcy w czasopiśmie PNAS.
Komórkowy pobór tłuszczu występuje, gdy fragmenty błony komórkowej odczepiają się
Oliver Daumke jest od dawna zaznajomiony z EHD2. Biolog strukturalny charakteryzował strukturę i mechanimsm tego białka przez ponad dziesięć lat. Jako białko błonowe, EHD2 przebywa wewnątrz komórek mięśniowych i tłuszczowych. Podczas fałdowania do wewnątrz otoczki komórkowej powstają małe struktury błonowe w kształcie kolby, zwane jaskiniami (caveolae). Te inwolucje albo pozostają na powierzchni błony komórkowej, albo odrywają się i przenoszą obcy materiał – taki jak kwasy tłuszczowe – do wnętrza komórki. Ten proces jest znany jako endocytoza, wyjaśnia Daumke. Naukowiec zakłada, że białko EHD2 łączy się w pierścieniowe struktury wokół szyjki naczynia błonowego i w ten sposób hamuje proces odrywania. Daumke jest przekonany, że jeśli EHD2 nie jest obecne jako stabilizator, caveolae pinch off częściej i komórka pobiera więcej tłuszczu.
To jest dokładnie to, co Matthaeus i jej koledzy zbadali. Naukowcy pracowali z myszami, w których gen EHD2 został wyłączony. Używając mikroskopu elektronowego, Matthaeus zaobserwował, że w porównaniu z normalnymi myszami, znacznie więcej jaskiń odłączyło się od błony plazmatycznej. Była również w stanie stwierdzić, że wychwyt kwasów tłuszczowych był większy w komórkach pozbawionych EHD2 i że krople lipidowe, które są wewnątrzkomórkowym nagromadzeniem tłuszczu, były większe w tych komórkach.
Otyłość wpływa na produkcję EHD2
Matthaeus zadała sobie pytanie, czy będzie również w stanie zaobserwować wpływ EHD2 na metabolizm tłuszczu u ludzi. Więc ona, wraz z kolegą z Uniwersytetu w Lipsku, badała próbki tkanek od mężczyzn i kobiet o różnej masie ciała. Szybko odkryła, że u osób z nadwagą (wskaźnik masy ciała 25 lub wyższy) komórki produkują mniej EHD2 niż u osób szczupłych. Badaczka przypuszcza, że istnieje korelacja między częstym uszczypnięciem błony a tworzeniem się pokładów tłuszczu. „Podczas otyłości zaobserwowaliśmy, że liczba caveolae i ich oderwanie od błony wymykają się spod synchronizacji” – mówi Matthaeus.
W listopadzie Matthaeus opuścił MDC, aby objąć stanowisko w National Institutes of Health w Stanach Zjednoczonych. Tam planuje kontynuować swoje badania nad caveolae i metabolizmem tłuszczu. „Wciąż jest wiele pytań bez odpowiedzi” – mówi Matthaeus. Jest ona teraz szczególnie zainteresowana badaniem transportu kwasów tłuszczowych w komórce i tworzeniem kropli lipidowych.