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15.03.2016

Nächster Schritt zur Prävention von Diabetes

Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) am Helmholtz Zentrum München konnten in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München im präklinischen Modell zeigen, dass bestimmte Varianten von Insulin-Bausteinen zu einer Immuntoleranz führen. Die in ‚Nature Communications‘ veröffentlichten Ergebnisse sind möglicherweise der Schritt zu einer verbesserten Prävention von Typ-1-Diabetes.

Dr. Carolin Daniel und Isabelle Serr nebeneinander stehend.

V.l.: Dr. Carolin Daniel und Isabelle Serr. Quelle Helmholtz Zentrum München. Quelle: Helmholtz Zentrum München

Typ-1-Diabetes ist mit bundesweit 30.000 Betroffenen die häufigste Stoffwechselkrankheit bei Kindern und Jugendlichen. Um die immer weiter steigenden Zahlen aufzuhalten, forscht die Nachwuchsgruppe „Immunological Tolerance in Type 1 Diabetes“ am Institut für Diabetesforschung von Direktorin Prof. Dr. Anette-Gabriele Ziegler an neuen Möglichkeiten, den Ausbruch im Vorfeld zu verhindern.

In der aktuellen Studie untersuchten die Wissenschaftler die Wirkung spezieller Varianten von Insulin-Teilstücken auf das Immunsystem.* „Konkret wollten wir herausfinden, ob wir die schützenden regulatorischen T-Zellen dazu bringen können, eine Toleranz des Körpers gegenüber Insulin zu erzeugen, wenn wir sie mit unseren neuartigen Peptiden in Kontakt bringen“, erklärt Gruppen- und Studienleiterin Dr. Carolin Daniel (hier im Video).   

Optimierte Bausteine bremsen das Immunsystem
Die Studie basiert auf den Ergebnissen, die Daniel bereits vor einigen Jahren am Dana Farber Cancer Institute und der Harvard Medical School im US-amerikanischen Boston erarbeitet hatte. Dort konnte sie zeigen, dass die von ihr optimierten Insulin-Bausteine (Mimetope) deutlich effizienter in der Lage sind, eine Toleranz durch regulatorische T-Zellen gegenüber Insulin auszulösen, als ihre natürlichen Gegenstücke (Epitope). Bei jungen Mäusen führte die Gabe von Insulin-Mimetopen in niedriger Dosierung dazu, dass die Entwicklung von Typ-1-Diabetes komplett verhindert werden konnte.

In der nun veröffentlichten Studie wurde der nächste Schritt gemacht: In einem sogenannten humanisierten Mausmodell, dessen Immunsystem dem des Menschen sehr ähnlich ist, konnten die Wissenschaftler die Ergebnisse bestätigen**. Ein wichtiger Hinweis für die Wirksamkeit der optimierten humanen Insulin-Bausteine.
„In der Tat konnten wir zeigen, dass der neue Impfstoff effizient die regulatorischen T-Zellen stimuliert, die den Angriff des Immunsystems auf die Insulin produzierenden Zellen bremsen“, so Erstautorin Isabelle Serr, die im Rahmen ihrer Doktorarbeit an der Studie beteiligt war.

Auf lange Sicht wollen Daniel und ihre Gruppe die Methode für die präventive Behandlung von Kindern mit hohem Risiko für Typ-1-Diabetes weiterentwickeln. „Ein wichtiger Schritt wird sein, die neue Therapie klinisch zu testen, das ist unsere Vision“, so Daniel mit Blick auf die Zukunft. 

Weitere Informationen
Hintergrund
* Bei Typ-1-Diabetes gehen Insulin-produzierende Zellen in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse zu Grunde, da das körpereigene Immunsystem sie angreift und zerstört (Bildung von Inselautoantikörpern gegen Strukturen der Betazellen). Dadurch kann die Bauchspeicheldrüse den Körper nicht mehr ausreichend mit Insulin versorgen. Hat die Zerstörung der Betazellen ein bestimmtes Maß überschritten, bricht die Erkrankung aus und aufgrund des Insulinmangels steigen die Blutzuckerwerte. Quelle: http://www.Diabetesinformationsdienst-Muenchen.de 

** Die Erforschung komplexer biologischer Prozesse erfordert die Durchführung von in vivo Untersuchungen. Hierbei stellt die Maus ein bevorzugtes Versuchsmodell dar. Leider ist die Übertragbarkeit solcher Versuche auf den menschlichen Organismus nicht immer gegeben. So gewinnen Modelle, in denen humane Zellen oder Gewebe in einem Tiermodell untersucht werden können eine zunehmende Bedeutung. Die „humanisierte Maus“ stellt ein besonders attraktives Translationsmodell für die Untersuchung von Erkrankungen des Immunsystems dar. Der Nutzen eines solchen Modells hängt jedoch wesentlich von der Fähigkeit ab, das humane Immunsystem zuverlässig nachzustellen. Hierzu werden Mausmodelle verwendet wie das HLA-DQ8 NOD/scid-IL2rgnull Mausmodell, denen ein eigenes murines Immunsystem fehlt. Diese Mausmodelle  werden beispielsweise mit humanen hämatopoetischen Stammzellen rekonstituiert und ermöglichen dann ein sehr gutes Anwachsen und die Entwicklung eines humanen Immunsystems zur Untersuchung relevanter Prozesse in vivo.

Original-Publikation:
Serr, I. et al. (2016). Type 1 diabetes vaccine candidates promote human Foxp3+Treg induction in humanized mice, Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms10991
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