Patent auf oxidiertes Fett

Viel wird darüber gestritten und geforscht und oft gar ein regelrechter Glaubenskrieg ausgetragen, was gute und was schlechte Fette sind. Was aber Forscherinnen und Forscher aus der Gruppe von ETH-Professor Manfred Kopf in den letzten Jahren über Fettsäuren und ihre Rolle bei Entzündungskrankheiten herausgebracht haben, hat gewisse Dogmen zu Fall gebracht: Die Gruppe fand heraus, dass bestimmte oxidierte Fettsäuren Entzündungen hemmen.

Entzündlich – oder doch nicht?

Zuvor gingen viele Wissenschaftler davon aus, dass oxidierte Fettsäuren Entzündungen hervorrufen und fördern. Ein Beispiel ist das Low-Density-Lipoprotein (LDL), ein Transportvehikel für Cholesterin und Fettsäuren, das jede Zelle braucht und aus dem Blut aufnimmt. Zu hohe Mengen von LDL verursachen Atherosklerose, die «Arterienverkalkung». Dabei handelt es sich um einen Entzündungsprozess: Schaum-Makrophagen (Fresszellen), die sich viel LDL und andere Fette einverleibt haben, lagern sich an Blutgefässwänden ab. Mit der Zeit bildet sich daraus ein verkalkter Pfropfen (Plaque). Lösen sich Plaques in den Blutstrom, können sie in kleinen Gefässen steckenbleiben und zu einem Hirnschlag oder Herzinfarkt führen.

LDL gilt als das sogenannte «schlechte Cholesterin», im Gegensatz zum High-Density-Lipoprotein (HDL), dem «guten Cholesterin». Als gefährlich gilt vor allem, wenn die Fettsäuren im LDL oxidiert sind.

Oxidiertes LDL unterdrückte Entzündung

Kopf und seine Gruppe gingen deshalb der generellen Frage nach, wie Fettsäuren Entzündungsprozesse im Körper beeinflussen. Insbesondere interessierte die Biologen, welche Rolle oxidierte Lipide dabei spielen.

Nach und nach und mit Versuchen auch an Mäusen, kamen die Forscher dem Phänomen auf die Spur. Als Kopf und seine Mitarbeiter Fresszellen (Makrophagen) in Zellkultur mit LDL sowie dessen oxidierter Form «fütterten», erhielten die Forschenden ein unerwartetes Resultat: Das oxidierte LDL unterdrückte bei den Makrophagen die Absonderung von entzündungsfördernden Signalstoffen, was die Entzündung dämpfte.

«Diese Erkenntnis war überraschend. Sie widersprach der Lehrmeinung und war schwer zu publizieren, vor allem weil es Veröffentlichungen gab, die zu dem Schluss kamen, dass oxidierte Fettsäuren Entzündungen fördern», erinnert sich Kopf.

Neue Hypothese getestet

Er und seine Gruppe mussten deshalb eine neue Hypothese aufstellen. «Bei der Verbrennung von Fettsäuren müssen unterschiedliche Oxidationsprodukte entstehen, wovon einige Entzündungen hemmen», fasst der ETH-Professor zusammen.

Tatsächlich fanden die ETH-Forschenden in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Professor Köfeler der Universität Graz, dass bei der Oxidation von Fettsäuren dutzende unterschiedliche Arten von Oxidationsprodukten entstehen. Deren Zusammensetzung hängt von der Oxidationsdauer und vom Oxidationsmittel ab.

50-mal stärkere Wirkung

ETH-Chemieprofessor Erick Carreira und seiner Gruppe gelang es schliesslich, einige dieser Lipide im Labor nachzubauen. Darunter waren auch zwei sogenannte Epoxyisoprostane (EI und EC). Diese sind von ihrer chemischen Struktur her sehr ähnlich zu den Prostaglandinen, die im Körper durch spontane Oxidation von Arachidonsäure, die beispielsweise in tierischem Fett enthalten ist, entstehen. Im Gegensatz zu den entzündungsförderlichen Prostaglandinen E2 und A2, fanden die ETH-Forschenden aber, dass die beiden Epoxyisoprostane EI und EC entzündungshemmend waren.

Carreira und seine Mitarbeiter fanden zudem neue Synthesewege, um EC chemisch zu verändern. Eine Variante, welche die Forscher cyclo-EC nannten, entpuppte sich in Tests als besonders potenter Entzündungshemmer. Seine Wirksamkeit lag 50-mal höher als diejenige eines bekannten körpereigenen EC-ähnlichen Lipids. Mit Versuchen in Mäusen konnten die Forscher aufzeigen, dass EC und cyclo-EC die Folgen einer bakteriellen Lungenentzündung mildern konnte. Zudem fanden sie heraus, wie die entzündungshemmende Wirkung in Makrophagen zustande kommt.

Hoffen auf Weiterführung

Kopf und Carreira haben die Substanz cyclo-EC und deren Herstellungsweg nun patentieren lassen. «Dieser Stoff birgt ein sehr hohes Potenzial für den Einsatz gegen verschiedene entzündliche Erkrankungen, wie zum Beispiel die Schuppenflechte, die Colitis im Darm oder auch Autoimmun-Erkrankungen wie die Multiple Sklerose», sagt Kopf.

«Das Patent könnte dabei helfen, Pharmaunternehmen auf diese Wirkstoff-Klasse aufmerksam zu machen.» Der Forscher hofft, dass er ein Unternehmen dafür gewinnen kann, die weitere Entwicklung vorwärts zu treiben. «Zurzeit steht eine pharmakokinetische Studie noch aus. Deswegen zögern Unternehmen, sich der Sache anzunehmen», räumt er ein. Mittels solcher Studien wird versucht zu klären, wie sich ein Wirkstoff im Körper verbreitet und wie rasch er abgebaut wird.

Für die Entwicklung von cyclo-EC waren Kopf, Carreira und ihre Mitarbeiter unter den fünf Finalisten des externe Seite Spark Award 2015 der ETH Zürich.