Zilien und Diabetes: Kleiner Zellfortsatz mit großer Wirkung

Glucose homeostasis is regulated by pancreatic β-cell cilia via endosomal EphA-processing. Nature Communications, 2019

Quelle: Helmholtz Zentrum München, Yan Xiong/ Andreas Müller

 

Funktionieren die Zilien an Betazellen der Bauchspeicheldrüse nicht richtig, kommt es zu Glukoseintoleranz und Typ-2-Diabetes. In ‚Nature Communications‘ beschreibt ein Forschungsteam des Helmholtz Zentrums München und des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) den zugrundeliegenden Mechanismus.

Die Insulin-produzierenden Betazellen haben primäre Zilien, die an der Regulierung des Glukosestoffwechsels, der Insulinsignalübertragung und -sekretion beteiligt sind. Um besser zu verstehen, wie diese wimpernähnlichen Zellfortsätze den Umgang mit Glukose beeinflussen, haben die Forschenden die Zilien von reifen Betazellen entfernt. Im Laufe von zwölf Wochen danach stellten sie fest, dass sich die Insulin-Freisetzung sowie die Glukose-Toleranz massiv verschlechterten.

Diese Phänomene wurden von speziellen Bindungsstellen auf Betazellen, den Ephrinrezeptoren, vermittelt. Dabei werden EphA/Ephrin Signale hochreguliert, die die Insulinsezernierung unterdrücken. Ähnliche Beobachtungen machten die Forschenden mit Inselzellen von Organspendern. Die Forschungsgruppe wertete außerdem Daten einer kleinen Kohorte von 19 Patientinnen und Patienten aus und fand dabei Korrelationen zwischen Ziliopathie*-Genen und dem Blutzuckerspiegel.

„Wir konnten in einem Mausmodell zeigen, dass Zilien in der Bauchspeicheldrüse direkte Wege der Zell-Zell-Kommunikation regulieren und so den Blutzuckerspiegel kontrollieren“, erläutert Dr. Jantje M. Gerdes. Die Ergebnisse der Untersuchungen könnten eine Grundlage für zukünftige Therapien – sowohl für Ziliopathien als auch Diabetes – bilden. 

* Ziliopathien sind genetisch bedingte Erkrankungen von Zellen mit Zilien.

Original-Publikation:
F. Volta et al., 2019: Glucose homeostasis is regulated by pancreatic β-cell cilia via endosomal EphA-processing. Nature Communications, doi: 10.1038/s41467-019-12953-5