Entwicklung eines neuen in vivo Modells für die Markierung sekretorischer Insulingranula Pools

Sequential in vivo labeling of insulin secretory granule pools in INS-SNAP transgenic pigs. PNAS September 14, 2021 118 (37) e2107665118; https://doi.org/10.1073/pnas.2107665118

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Die Funktionsstörung der Betazellen der Bauchspeicheldrüse ist eine der Hauptursachen für Typ-2-Diabetes (T2D). Jede Betazelle speichert Insulin in mehreren tausend Organellen, den insulinsekretorischen Granula (SG), die das Hormon freisetzen, wenn der Blutzuckerspiegel erhöht ist. Allerdings sind die diesem Prozess zugrunde liegenden Stimuli noch nicht vollständig geklärt. Viele Untersuchungen fanden zudem an isolierten Ex-vivo-Inselzellen in Nagetiermodellen statt. Um die bestehende translationale Lücke zum Menschen überwinden, haben Forschende u.a. aus dem Deutschen Zentrum für Diabetesforschung ein in vivo Modell (ein transgenes Schweinemodell) entwickelt, das die Untersuchung des Umsatzes der sekretorischen Insulingranula in vivo ermöglicht. 

Die Betazellen der Bauchspeicheldrüse produzieren, speichern und sezernieren bei erhöhtem Blutzuckerspiegel das blutzuckersenkende Hormon Insulin. Bisher ist unser Verständnis der Prinzipien, die den Umsatz von insulinsekretorischen Granula steuern, noch sehr rudimentär. Hinzu kommt, dass das derzeitige Verständnis der Betazellfunktion größtenteils aus Studien an isolierten ex vivo Inseln in Nagetiermodellen stammt. Um diese bestehende translationale Lücke zum Menschen hin zu überwinden und den Umsatz der sekretorischen Insulingranula in vivo zu untersuchen, hat ein nationales Forschungsteam unter der Leitung von Forscherinnen und Forschern des DZD-Partners Paul-Langerhans-Institut des Helmholtz Zentrums München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus und der Medizinischen Fakultät der TU Dresden (PLID) und der LMU München ein transgenes Schweinemodell entwickelt, das erstmals die in vivo Fluoreszenzmarkierung von altersdifferenzierten Pools an sekretorischen Insulingranula ermöglicht und damit eine lebensnahe Darstellung des Insulinumsatzes unter normoglykämischen Bedingungen bietet. 

Die Ergebnisse dieses in enger Zusammenarbeit durchgeführten Projekts wurden jetzt in der renommierten Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)" veröffentlicht. Dieses neuartige, menschenähnliche Großtiermodell liefert wahrscheinlich Einblicke in den Umsatz von Insulingranula Pools unter physiologischen und pathologischen Bedingungen, welche dem von Typ-2-Diabetes beim Menschen ähneln. 

Original-Publikation:
Kemter E., Müller, A., … Wolf, E., Solimena, M.:  Sequential in vivo labeling of insulin secretory granule pools in INS-SNAP transgenic pigs. PNAS (2021)