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Eine hochauflösende räumliche Karte des menschlichen Hypothalamus, veröffentlicht in der renommierten Fachzeitschrift Nature, ermöglicht es, spezifische Zellen zu identifizieren, ihre genaue Position zu bestimmen und ihre Nachbarzellen zu analysieren. Der von Forschenden des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung in Köln und des Institute of Metabolic Science-Metabolic Research Laboratories (IMS-MRL) der University of Cambridge entwickelte Zellatlas mit dem Namen HYPOMAP wird der Wissenschaft zur Verfügung gestellt und könnte die Entwicklung neuer Medikamente gegen Fettleibigkeit und Diabetes revolutionieren.
Der Hypothalamus ist eine zentrale Region im Gehirn, die lebenswichtige Funktionen wie Schlaf, Körpertemperatur, Hunger und Durst steuert. Da das menschliche Gehirn schwer zu untersuchen ist, beruhen viele Erkenntnisse über den Hypothalamus auf Studien an Mäusen und bilden die Grundlage für die Erforschung von Medikamenten gegen Fettleibigkeit. „Wir wissen, dass sogenannte GLP-1-Agonisten wie Semaglutid beim Menschen helfen, aber um besser zu verstehen, wie sie genau wirken und möglicherweise Nebenwirkungen zu reduzieren, müssen wir den menschlichen Hypothalamus besser kennen lernen“, erklärt Lukas Steuernagel, einer der Autoren der Studie.
Durch die Kombination eigener Daten mit Informationen aus dem Human Cell Atlas analysierten die Forschenden insgesamt elf menschliche Gehirne. Sie erstellten eine detaillierte Karte des Hypothalamus, die auf Einzelzellebene zeigt, wo sich jede Zelle befindet und welche Gene in ihr exprimiert sind. Mit Hilfe von HYPOMAP konnten sie mehr über die Neuronen und Schaltkreise erfahren, die Appetit und Nahrungsaufnahme regulieren, und Zellen identifizieren, die auf neue Klassen von Medikamenten gegen Diabetes und Fettleibigkeit ansprechen.
Vergleich des Gehirns von Maus und Mensch
Ein Vergleich mit einem Zellatlas der Maus zeigt, dass der Hypothalamus von Menschen und Maus Ähnlichkeiten, aber auch wichtige Unterschiede aufweist. So besitzen einige Nervenzellen der Maus Rezeptoren für GLP-1, die beim Menschen fehlen. „Unsere Karte des menschlichen Hypothalamus ist entscheidend für die Grundlagenforschung. Wir können jetzt gezielt die Nervenzellen im Gehirn der Maus untersuchen, die auch im Menschen vorkommen“, erklärt Jens C. Brüning, Direktor am Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung.
Giles Yeo, ein weiterer Leiter der Studie, betont: "HYPOMAP bestätigt, was wir über die wichtige Rolle des Gehirns bei der Kontrolle des Körpergewichts wussten, und hat es uns außerdem ermöglicht, neue Gene zu identifizieren, die mit Fettleibigkeit in Verbindung stehen.“
Der Zellatlas wird der Forschungsgemeinschaft zur Verfügung gestellt und stellt eine wertvolle Ressource für die Arzneimittelentwicklung und weitere Studien dar.
„Dies ist ein großer Meilenstein, aber wir haben noch einen langen Weg vor uns. Der Atlas selbst ist von großem Wert, aber die entscheidenden nächsten Schritte sind, zu verstehen, wie sich der Hypothalamus bei über- und untergewichtigen Menschen verändert“, sagte John A. Tadross, einer der leitenden Wissenschaftler des IMS-MRL an der Universität Cambridge. "Dieses Wissen könnte unser Verständnis von metabolischer Gesundheit verändern und uns helfen, Therapien wirksamer auszurichten.
Prof. Dr. Jens Brüning
E-Mail: bruening@sf.mpg.de
John A. Tadross, Lukas Steuernagel, Georgina K.C. Dowsett, Katherine A. Kentistou, Sofia Lundh, Marta Porniece, Paul Klemm, Kara Rainbow, Henning Hvid, Katarzyna Kania, Joseph Polex-Wolf, Lotte Bjerre Knudsen, Charles Pyke, John R. B. Perry, Brian Y.H. Lam, Jens C. Brüning, Giles S.H. Yeo
HYPOMAP: A comprehensive spatio-cellular map of the human hypothalamus
Nature, 5. Februar 2025
http://Link zur Originalpublikation: https://www.nature.com/articles/s41586-024-08504-8
https://www.sf.mpg.de/startseite
Die HypoMAP ist eine detaillierte Karte des menschlichen Hypothalamus.
L. Steuernagel
Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung
Criteria of this press release:
Journalists
Biology, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research results
German
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