Stoffwechselerkrankungen und Lipidspeicher
Lipide sind zelluläre Makromoleküle, integrale Bestandteile von Membranen und wesentlich für die Regulierung unterschiedlicher zellulärer Prozesse. Neutrale Lipide werden in Form von Lipiddroplets (LDs) gespeichert, Organellen, die sich kürzlich als die dynamische Verknüpfung zwischen dem Lipid- und dem Energiestoffwechsel erwiesen haben. Die EU-finanzierte Studie "LIPIDOMICNET" hat die neuesten Entwicklungen in der Lipidomik untersucht, um die LD-Biogenese und -Zusammensetzung zu erklären, um neuartige therapeutische Ziele und Biomarker zu definieren. Die Partner haben unter Verwendung der Massenspektrometrie Hochdurchsatz-Methoden und Bioinformatikverfahren entwickelt, um nach der Analyse unterschiedlicher Lipidspezies das Lipidprofil in lipidspezifischen Erkrankungen zu ermitteln. Um die LD-Verarbeitung in der Leber und bei Adipositas zu verstehen, haben die Partner Lipid-Protein-Interaktionen und die Dynamiken von Fettablagerung und -freisetzung untersucht. Für die Tests wurden Zelllinien, Patientenproben und Tiermodelle, einschließlich Mäuse, verwendet. Die Studienergebnisse haben mechanistische Erkenntnisse in Bezug auf die aberrierende Regulierung der Lipidspeicherung und -freisetzung zur Verfügung gestellt. Die LD-Bildung wurde speziell in den Hepatozyten von Tieren gestört, die an Stoffwechselkrankheiten litten. Das Konsortium hat mehrere neue Signalwege identifiziert, die sowohl an der Leber- als auch an der adipozytären Lipidverarbeitung beteiligt sind. Die Lipid-Stressreaktion und deren Auswirkung wurde in atherosklerotischen Läsionen und besonders in Makrophagen und Neutrophilen untersucht. Durch Verbesserungen in der Bildgebung mittels Elektronenmikroskopie konnten die Forscher Lipidstrukturen wie Lipoproteine und LDs visualisieren. Der Eintritt von Lipiden in die Zellen wurde ebenfalls bei menschlichen Erkrankungen untersucht, die mit endolysosomalen Lipidspeicherung (Phospholipidose) assoziiert sind. Die generierten Daten wurden im Rahmen einer Zweckgesellschaft organisiert Wikibase . Die Verarbeitung von LDs wurde zudem in Proben von Diabetes-Patienten untersucht, und es hat sich gezeigt, dass Schlüsselgene wie ATP10D am Ausbruch der Krankheit beteiligt sind. Das Konsortium hat seine Ergebnisse anschließend mit lipidomischen Biomarkern kombiniert, die während der genomweiten Assoziationsstudie (GWAS, genome-wide association) "EUROSPAN" identifiziert wurden. Dies hat zur Identifizierung von polymorphen Genen im Sphingolipid/Fettsäure-Stoffwechsel geführt, die signifikant mit der Spezies der zirkulierenden Lipide und der Entwicklung von Diabetes assoziiert sind. Die während des Projekts "LIPIDOMICNET" generierten Informationen stellen insgesamt ein mechanistisches Bild der Rolle von LDs in Stoffwechselkrankheiten zur Verfügung. Des Weiteren sind die identifizierten Signalwege und Gene von hoher klinischer Bedeutung und könnten in zukünftigen therapeutischen Interventionen verwendet werden.