Betazellfunktion im Tiermodell wiederhergestellt

Targeted pharmacological therapy restores β-cell function for diabetes remission. Nature Metabolism, 2020

Langerhans´schen Inseln des Pankreas einer diabetischen Maus: Zellkerne in Weiß, Betazellen und Insulin in Grün, Alphazellen (Hormon Glucagon) in Rot und Deltazellen (Hormon Somatostatin) in Magenta. ©Helmholtz Zentrum München / Aimée Bastidas-Ponce

 

Eine der Ursachen von Diabetes könnte in der Dedifferenzierung von insulinproduzierenden Betazellen in den Langerhans´schen Inseln des Pankreas liegen, also dem Verlust der Zellidentität. In einer Studie am Mausmodell konnten DZD-Forschende am Helmholtz Zentrum München erstmals durch eine neue Kombinationstherapie eine Redifferenzierung herbeiführen und die Funktion der Betazellen wiederherstellen. Dies eröffnet neue Wege für eine mögliche Diabetes-Remission. Die Ergebnisse wurden in Nature Metabolism veröffentlicht.

Für ihre Studie arbeiteten die Forschenden an Mäusen mit Streptozotocin*-induziertem Diabetes. Mit Hilfe der Einzelzell-RNA-Sequenzierung konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zeigen, dass die überlebenden Betazellen nach der Streptozotocin-Behandlung dedifferenzieren. Anhand des Modells prüften die Forschenden verschiedene Wirkstoffe darauf, ob sie die Funktion der dedifferenzierten Betazellen wiederherstellen konnten oder nicht. Das Ergebnis: Ein stabiles Konjugat aus dem Glucagon-ähnlichem Peptid-1 (GLP-1) und Östrogen (bereitgestellt von Novo Nordisk) ermöglichte eine gezielte und selektive Abgabe des Hormons in die Betazellen. Dabei erzielte die Kombination von GLP-1/Östrogen und einem langwirkenden Insulin besser Erfolge als eine Behandlung mit den einzelnen Wirkstoffen. Dies zeigte sich sowohl in der Normalisierung der Glykämie und Glukosetoleranz als auch in der Erhöhung des Insulingehalts der Bauchspeicheldrüse und der Anzahl der Betazellen.

Diese Studie beschreibt nicht nur die Mechanismen der Betazell-Dedifferenzierung und -Regeneration, sondern zeigt auch pharmakologische Ansatzpunkte auf, um dedifferenzierte Betazellen für eine Remission des Diabetes zu erreichen.

In der Studie arbeiteten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München (Helmholtz Diabetes Center und Institut für Computational Biology), des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD), der TUM sowie der InSphero AG und Novo Nordisk zusammen, um den möglichen therapeutischen Nutzen einer GLP1/Östrogen-Behandlung im Tiermodell und an menschlichen Zellen in vitro zu untersuchen.

* Streptozotocin ist eine chemische Verbindung, die spezifisch toxisch auf insulinproduzierenden Betazellen wirkt.

Original-Publikation:
Sachs, S. et al, 2020: Targeted pharmacological therapy restores β-cell function for diabetes remission. Nature Metabolism, DOI: 10.1038/s42255-020-0171-3.