Waaas? Irisin gibt's nicht?
Im Jahr 2012 brachte das Journal Nature eine sensationelle Entdeckung. Amerikanische Wissenschaftler um Pontus Boström und Bruce Spiegelman von der Harvard Medical School beschrieben ein körpereigenes Schlankheitshormon namens Irisin. Irisin werde durch körperliche Anstrengung in den Muskeln gebildet. Es erreiche über das Blut die Fettpolster und rege die weißen Fettzellen (Adipozyten) dazu an, sich in braunes Fettgewebe zu verwandeln. Die braunen Adipozyten wiederum verheizen Fett direkt zur Hitzeerzeugung, eine Schutzfunktion der neugeborenen Säugetiere.
Die Pharmaindustrie ist schon länger daran interessiert, den Riesenmarkt der Massenkrankheit Adipositas endlich finanziell zu erschließen. Die Verwandlung der adulten weißen Fettzellen zu juvenilen braunen Adipozyten wäre ein naheliegender Therapieansatz, daher forschen auch weltweit zahlreiche Arbeitsgruppen an diesem Thema. Wenn man mit einem Zaubermedikament die Speckgürtel dazu anregen könnte, braune Adipozyten zu bilden und Fett zu verbrennen, wäre das für die Pharmafirmen womöglich der größte Geldsegen aller Zeiten.
Abnehmen – und nie wieder frieren
Und für alle übergewichtigen Sportmuffel ein wahr gewordener Traum. Man bräuchte nur auf der Couch liegend zu Chips und Schokoriegel eine Irisin-Pille einwerfen, und schon nimmt man nicht nur ab, man fühlt sich wegen der Hitzeerzeugung der braunen Fettzellen auch noch kuschelig warm und kann an der Heizung sparen. Kein Wunder, dass die Nature-Publikation ein neues Forschungsfeld erschloss und eine Welle von Zitierungen auslöste. Etwa 200 Publikationen sollen sich inzwischen mit dem Wunderhormon Irisin befassen. Aber wie so oft, so ist auch dieser Traum am Ende doch nicht greifbar.
Norddeutsche Forscher um Elke Albrecht und Steffen Maak vom Leibniz-Institut für Nutztierbiologie in Dummerstorf haben womöglich mit ihrer neuesten Veröffentlichung im Journal Scientific Reports dem Irisin-Hype den letzten Sargnagel geliefert und die Aufregung um das Wunderhormon als Artefakt unspezifischer Antikörper-Bindung enttarnt.
Schon kurz nach ihrem Erscheinen wurde die Publikation von Boström et al. von den Fachkollegen scharf kritisiert, unter anderem von den Kommentatoren der Seite PubPeer. Es ging um handwerkliche Fehler und biologische Unstimmigkeiten. Harold Erickson von der US-amerikanischen Duke University fasste seine Kritik sogar in einem Review zusammen (und später bahnte Erickson bei Maak die erfolgreiche Kooperation für das oben zitierte Paper an).
So soll laut Boström und Spiegelman das blutlösliche Hormon Irisin ein Spaltprodukt des membrangebundenen Proteins FNDC5 sein. Die FNDC5 mRNA wiederum soll im Skelettmuskel als Reaktion auf körperliche Anstrengung hochreguliert werden, vermittelt vom Transkriptionsfaktor PGC1-α. Nur leider finden sich in der Fachliteratur laut Erickson weder für die präferenzielle Expression von FNDC5 im Skelettmuskel noch für die transkriptionelle Rolle von PGC1-α bei dessen Hochregulation ausreichend Hinweise.
Im Menschen jedenfalls scheint das FNDC5-Gen mutiert zu sein, wie die Arbeitsgruppe von Jürgen Eckel vom Deutschen Diabetes-Zentrum in Düsseldorf in einer PLOS-ONE-Publikation zeigte. Der FNDC5 Lokus selbst ist in seinem ATG-Start-Kodon so verändert, dass kaum nennenswerte Expressionslevel möglich sein sollten. Was das FNDC5-Derivat Irisin selbst angeht, so ist dessen Präsenz in keiner Spezies mehr sicher.
Keine Spur von Irisin in Menschen, Pferden oder Mäusen
Laut Steffen Maak ließ sich zirkulierendes Irisin weder im Menschen noch in sportlich beanspruchten Rennpferden oder anderen Nutztieren finden. Sogar in Mäusen, um die es in dem Entdecker-Nature-Paper ging, konnte Irisin nicht verlässlich nachgewiesen werden.
Maak und Kollegen verwendeten spezielle langzeitselektierte Mauslinien, die auf dem Laufband eine hohe Leistung zeigen, und konnten Irisin zwar zunächst nachweisen. Untersuchungen mit weiteren Antikörpern weckten jedoch Zweifel an der Reproduzierbarkeit der Ergebnisse.
Anders als die meisten Irisin-Forscher verwendete Maaks Labor statt des ELISA die etwas aufwendigere Methode des Western Blots. Der entscheidende Vorteil: Bei der Größentrennung mit SDS-PAGE lässt sich die Spezifität eines Antikörpers gut einschätzen. Ist die „richtige“ Größenbande dick und scharf, und hebt sie sich ausreichend deutlich vom unspezifischen Rest ab? Erst dann kann man diesem Antikörper vertrauen. Mit dem ELISA-Assay wird aber die gesamte „Suppe“ pauschal gemessen. Man weiß also grundsätzlich nicht, welche Größe das vom ELISA-Antikörper erkannte Protein hat und wie viele verschiedene Proteine gleichzeitig detektiert werden. Wenn man dazu noch Blut, mit reicher Proteinvielfalt, als Probe verwendet, so ist es im Fall exotischer Epitope wie Irisin einfach naiv – oder gar grob fahrlässig – auf Spezifitätskontrollen der Antikörper zu verzichten. Denn die industriellen Hersteller testen ihre Antikörper meist nur gegen die gereinigten rekombinanten Epitope, und eher selten gegen Zell-Lysate oder Gewebe.
Der Irisin-Antikörper zeigen etwas, das gar nicht da ist
Solche kommerziellen Antikörper und ELISA-Kits kamen aber bei Boström et al. und in den zahlreichen Nachfolge-Publikationen als Mittel der Wahl zum Einsatz. So kam es auch, dass man im menschlichen Blut alles zwischen 0,01 ng/mL und über 2,000 ng/mL Irisin fröhlich nachweisen konnte. In ihrer aktuellen Publikation stellten Maak und Kollegen durch zahlreiche Kontrollversuche mit Irisin-Peptiden fest, dass sämtliche kommerziellen Antikörper und ELISA-Kits zwar rekombinantes und synthetisches Irisin erkennen, aber sehr unspezifisch sind und auch gänzlich unbeteiligte Blutproteine binden.
Die kommerziellen Antikörper zeigten sogar in Proben, die kein Irisin-Peptid enthielten, unspezifische positive Signale. Auch der Antikörper der Firma Abcam, der für die Irisin-Endeckung von Boström et al. verwendet wurde, war nicht gerade zuverlässig. Dieser war gegen die C-terminale Domäne des FNDC5-Proteins gerichtet; also genau gegen den Abschnitt, der Irisin überhaupt NICHT enthalten soll.
Dass Boström und Spiegelman damit trotzdem ihr Irisin fischten ist schon verwunderlich und sollte allen Beteiligten, inklusive den Peer-Reviewern, bewusst gewesen sein. Dennoch ging das sensationsheischende Paper bei Nature durch. Der Studienleiter Spiegelman beantwortete die Kritik bei PubPeer salopp damit, Abcam hätte das Antikörper-Epitop falsch angegeben. Seine nachfolgende Argumentation bezeichnete Maak gegenüber Laborjournal als „wenig überzeugend“. Als die Fachkollegen glaubwürdige Beweise für diese Behauptung sehen wollten, brach Spiegelman beleidigt die Diskussion ab. Auf weitere Kritik an seinen Publikationen auf PubPeer geht er seitdem nicht mehr ein.
Boström ist jetzt Gruppenleiter am Karolinska Institut in Schweden, neulich wurde er aber in einem anderen Fall von der Universität Göteborg des wissenschaftlichen Fehlverhaltens, der Datenmanipulation und der Ergebnisfälschung überführt. Nature lässt, leider wenig überraschend, das nicht reproduzierbare und unzuverlässige Paper unkommentiert stehen, genau wie zahlreiche andere untote Zombie-Publikationen. Dafür wurde die Maak-Studie beim Schwesterjournal Nature Communications aufgrund der „unzureichenden konzeptionellen Bedeutung“ abgelehnt. Wie dem auch sei, weitere Fördermittel sollte man in die Irisin-Forschung vorerst lieber doch nicht pumpen.
Leonid Schneider
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