2016, August

Neuer Marker für Subtypen von Betazellen

Eine aktuelle DZD-Studie beschreibt das Protein Flattop als Marker zur Unterscheidung von reifen Betazellen und ihren Vorläufern in der Bauchspeicheldrüse. (Siehe Abbildung: Flattop-positive Betazellen (grün), Vorläuferzellen ohne Flattop (rot).)

Etwa 80% der Betazellen produzieren Insulin, die restlichen 20% bilden einen teilungsstarken Reservepool. Flattop ist nur in reifen Betazellen vorhanden. Sie schütten bei steigendem Blutzuckerspiegel Insulin aus und halten so den Glucosehaushalt im Gleichgewicht. Im Gegensatz reagieren Zellen ohne Flattop nicht so gut auf Glucose und sezernieren weniger Insulin. Dafür vermehren ssich bei Bedarf bis zu vier Mal öfter als Flattop-positive Betazellen. Sie weisen eine besonders hohe Teilungsrate in der Schwangerschaft und in der Expansionsphase nach der Geburt auf. Dies legt nahe, dass es sich um Vorläufer der Betazellen handelt, die als ein Reservepool dienen können. Mittels in vitro und in vivo „genetic lineage tracing Experimenten“ bestätigten die DZD-Wissenschaftler, dass sich aus den Flattop-negativen Zellen Insulin-produzierende Flattop-positive Betazellen entwickeln.

Technische Grundlage dieser Studien sind genetisch veränderte Zellen bzw. Mäuse: Die DZD-Wissenschaftler ersetzten das Flattop-Gen mit einem Gen, das ein fluoreszierendes Protein codiert. Wurde nun das Flattop-Gen zur Expression von Flattop aktiviert, leuchteten die Zellen grün.

Flattop selbst ist an der Reifung der Betazellen nicht ursächlich beteiligt. In Mäusen, die kein Flattop herstellen können, sind weder die Reifung von Betazellen noch die Regulation des Glucosehaushalts beeinträchtigt. Allerdings zeigen die DZD-Forscher, dass Faktoren, die Flattop regulieren, auch die Reifung der Betazellen und ihre Aktivität beeinflussen können.

Die aktuellen Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für neue Therapieansätze bei Diabetes: Sie können einerseits zur Entwicklung einer Zellersatztherapie beitragen, bei der im Labor aus Stammzellen reife Betazellen gebildet werden. Zum anderen liefern sie Angriffspunkte für neue Medikamente, die die Regeneration von Betazellgewebe veranlassen, indem sie die Umwandlung unreifer Vorläuferzellen in Insulin-freisetzende Betazellen anregen.

Original-Publikation:
Bader, E. et al. (2016). Identification of proliferative and mature β-cells in the islet of Langerhans, Nature, DOI: 10.1038/nature18624

Langerhans-Insel in der Bauchspeicheldrüse.