Stoffwechselerkrankungen

Hypothalamus-Karte: Wegbereiter für innovative Therapien bei Adipositas und Diabetes

Marcus Sefrin

01.01.2026

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Das Gehirn ist der Schlüssel zur Behandlung von Stoffwechselerkrankungen. Das zeigen immer mehr Studien und Medikamente wie die GLP-1-Agonisten. Jetzt könnte eine Hypothalamus-Karte neue Wege weisen.

Nicht weniger als 433.369 Zellen wurden für eine Arbeit untersucht, die nach Überzeugung von Prof. Jens Brüning, Köln, einen wichtigen Meilenstein in der biomedizinischen Forschung darstellt. Es handelt sich um einen detaillierten Zellatlas der Hypothalamusregion, den ein Forschungsteam des Max-Planck-Instituts für Stoffwechselforschung in Köln und der Universität Cambridge jetzt veröffentlicht hat. Es ist zwar bekannt, dass der Hypothalamus für grundlegende biologische Prozesse wie Hunger, Körpertemperatur und Schlaf verantwortlich ist. „Es ist bisher jedoch noch nicht vollständig geklärt, welche spezifischen Zelltypen genau im Hypothalamus die Nahrungsaufnahme regulieren und den Appetit unterdrücken“, erläutert Brüning. 

Von der Maus zum Menschen: Fortschritte durch Einzelzell-Analysen

Bisher beruhte das Wissen über die genaue Struktur des Hypothalamus hauptsächlich auf Tierversuchen. Um die jetzt publizierte detaillierte Karte zu erstellen, unterzogen Forschende die besagten 433.369 Zellen des menschlichen Hypothalamus der Einzelkern-RNA-Sequenzierung und kombinierten diese Ergebnisse mit räumlicher Transkriptomik. Das Resultat ist die „Hypomap“. Sie stellt dar, welche Gene in spezifischen Zelltypen aktiv sind, welche Zellen für die Regulierung von Appetit und Energiehaushalt verantwortlich sind und wie diese Zellen interagieren. 

Unterschiede zwischen Maus und Mensch: Relevanz für Adipositas-Therapien

Auch wenn die neuronalen Zelltypen zwischen Mäusen und Menschen insgesamt hochkonserviert sind, fand die Studie erwähnenswerte Ausnahmen. Es gebe zum Beispiel signifikante Unterschiede in der Identität von Proopiomelanocortin (POMC) exprimierenden Neuronen und bei den Expressionsspiegeln von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die direkte Implikationen für zugelassene Adipositas-Therapien haben, betonen die Autoren.

Leptin und MC4R: Schlüsselhormone der Appetitregulation

Die Studie befasste sich auch mit der Rolle des Hormons Leptin, das eine zentrale Rolle bei der Regulierung des Körpergewichts und der Nahrungsaufnahme spielt. Leptin ist ein Hormon, das vorwiegend von Fettzellen gebildet wird. Es signalisiert dem Gehirn, dass genug Energie im Körper vorhanden ist, und steuert den Appetit. Bislang ist noch nicht vollständig geklärt, welche Nervenzelltypen mit welchem Genexpressionsmuster durch Leptin gesteuert werden und somit den Hunger beeinflussen. Für diesen Signalweg ist zudem der Melanocortin-Rezeptor (MC4R) relevant: Dieser leitet Signale im Gehirn weiter und unterdrückt unter anderem das Hungergefühl oder beeinflusst den Energieverbrauch im Stoffwechsel. „Die Entdeckung, dass Leptin und MC4R in bestimmten Nervenzellen zusammenwirken, deutet darauf hin, dass diese Zellen wichtig für die Appetitkontrolle sind“, erklärt Brüning.

GLP-1-Rezeptoren und neue Therapieansätze bei Adipositas und Diabetes

Die Studie beleuchtete auch die Verteilung der klinisch bedeutsamen GLP-1-Rezeptoren im Hypothalamus. „Die Hypomap lässt uns nicht nur besser verstehen, an welchen Nervenzellen genau im Gehirn GLP-1-Analoga wirken, sondern hat das Potenzial, als wichtige Grundlage für die Entwicklung weiterer neuer Medikamente gegen Adipositas und Diabetes zu dienen“, sagt Brüning. So bestätigte sich in den Daten zum Beispiel die kürzlich entdeckte Verbindung des Gens BSN mit Adipositas. Als neuen Player in der Regulierung der Energiebalance fanden die Forscher das Gen CORO1A.

Die Hypomap kann und sollte erweitert werden, so die Forscher. Denn bisher stammten die untersuchten Zellen von nur 18 Personen. Die 11 Spender für die Sequenzierungsdaten waren zudem allesamt normalgewichtig.