Die Fähigkeit der Betazellen des Pankreas, bei steigendem Glukosespiegel adäquat Insulin auszuschütten, muss sich bei neugeborenen Mäusen erst noch entwickeln. Forschende des DZD haben entdeckt, dass der Freie-Fettsäure-Rezeptor 1 (FFA1) entscheidend dafür ist, dass sich die Nachkommen an metabolische Herausforderungen anpassen können, etwa an eine fettreiche Ernährung der Mutter. Therapien, die an FFA1 angreifen, könnten es künftig ermöglichen, den Nachwuchs besser vor den Folgen mütterlicher Adipositas zu schützen.

Die Betazellen im Pankreas neugeborener Mäuse müssen eine Reihe von Reifungsprozessen durchlaufen, bevor sie in der Lage sind, bei der Zufuhr von Glukose Insulin auszuschütten. Diese funktionelle Reifung der Betazellen findet schrittweise in der frühen postnatalen Phase statt. Umweltfaktoren wie der Stoffwechsel der Mutter und die Fütterung mit Muttermilch spielen eine wichtige Rolle für die spätere Funktionsfähigkeit der Betazellen des Nachwuchses.

FFA1 ermöglicht Anpassung an metabolische Herausforderungen
Forschende des DZD-Partners Institut für Diabetes und Metabolismus Forschung (IDM) von Helmholtz Munich an der Universitätsklinik Tübingen untersuchten, welche Rolle der Freie-Fettsäure-Rezeptor 1 (FFA1) bei der Reifung der Betazellen spielt.
Sie fütterten Wildtyp-Mäuse mit intaktem FFA1 und weitere Tiere mit einer FFA1-Knockout-Mutation, und zwar 8 Wochen vor der Paarung sowie während der Trächtigkeit und der Laktationsperiode entweder mit einer fettreichen Kost oder mit Standard-Mäusefutter.

Fettreiche Kost lässt Blutzucker beim Nachwuchs ansteigen
Junge Mäuse, deren Elterntiere die FFA1-Knockout-Mutation aufgewiesen und normales Futter erhalten hatten, wiesen im Alter von 6 Tagen höhere Blutzuckerwerte auf als der Nachwuchs von ebenfalls mit normalem Futter ernährten Wildtyp-Elterntieren. Waren die Eltern dagegen mit der fettreichen Kost gefüttert worden, wies der Wildtyp-Nachwuchs an Tag 6 erhöhte Blutzuckerwerte auf.
Darüber hinaus war die Insulinantwort beim FFA1-Knockout-Nachwuchs beeinträchtigt. Im Vergleich zu den Nachkommen der FFA1-Knockout-Mäuse wurde die Insulinausschüttung der Betazellen durch einen Anstieg des Glukosespiegels bei den Wildtyp-Mäusen vier- bis fünfmal so stark stimuliert.

Neues Target zum Schutz vor mütterlicher Adipositas
Die Forschenden schlussfolgern, dass FFA1 erforderlich ist, damit junge Mäuse die Fähigkeit zu einer adäquaten Insulinantwort entwickeln und damit sie in der Lage sind, die Insulinausschüttung an metabolische Herausforderungen wie eine fettreiche Kost der Eltern anzupassen. Künftig könnte es möglich sein, den FFA1-Signalweg pharmakologisch so zu modulieren, dass die Effekte von mütterlicher Adipositas und/oder Gestationsdiabetes auf die Nachkommen abgemildert werden.

© Felicia Gerst (images from bioicons.com)

Original-Publikation:
Lorza‑Gil E, …, Gerst F. Glucose‑stimulated insulin secretion depends on FFA1 and Gq in neonatal mouse islets. Diabetologia, 2023. DOI: 10.1007/s00125-023-05932-5