Schutz und Regeneration der Betazellen

Koordinatoren:

Michele Solimena | Heiko Lickert | Annette Schürmann

Die Betazellen der Langerhans'schen Inseln in der Bauchspeicheldrüse produzieren und speichern Insulin. Beim Typ-1-Diabetes sowie im fortgeschrittenen Stadium des Typ-2-Diabetes gehen die Betazellen jedoch zugrunde, sodass nicht mehr ausreichend Insulin produziert werden kann. Das DZD arbeitet an Verfahren, um die Insulin-produzierenden Betazellen besser zu schützen bzw. sie wiederherzustellen oder zu ersetzen.

Die Academy konzentriert sich auf translationale und multizentrische Studien, die die Stärken der DZD-Partner in der Inselzellbiologie kombinieren. Die Forschenden untersuchen molekulare Mediatoren, die zum Versagen der Betazellen führen, und arbeiten an Wegen und molekularen Ansatzpunkten für neue Diabetestherapien, der Umsetzung der Zellersatztherapie bei Typ-1-Diabetes-Patienten sowie an der Regeneration der funktionellen Betazellmasse.

Schwerpunkte sind:

  • Verbesserung des Verständnisses des natürlichen Verlaufs von Typ-2-Diabetes in menschlichen Betazellen
  • Klärung des Einflusses von Organ-Cross-Talk auf die Funktion der Betazellen
  • Entwicklung von Strategien für den Ersatz und die Regeneration von Betazellen
  • Untersuchung neuer Ansätze für den Schutz und die Regeneration von Betazellen mit Dextromethorphan-Derivaten
Quelle: DZD

Einzigartige Biobank
Mit der „Human Islet Biobank“ verfügt das DZD über eine einzigartige Biobank mit humanen Pankreasgewebeproben. Die Biobank enthält pankreatisches Gewebe von metabolisch charakterisierten Patienten, die einer kompletten oder teilweisen Pankreatektomie unterzogen wurden. 2019 wurde die Biobank um den Schwerpunkt Fettzellen aus dem Pankreas erweitert.
In Studien zum Fettgewebe im Pankreas konnten die Forschenden zeigen, dass Mäuse, die anfällig für eine Diabeteserkrankung sind, einen wesentlich höheren Fettanteil und Triglyceridwerte in der Bauchspeicheldrüse aufwiesen als diabetesresistente Artgenossen.
Eine gezielte Prävention und frühzeitige Behandlung bei bestimmten Untergruppen von Menschen mit Diabetes ist ein Schritt zur Präzisionsmedizin in Form von spezifisch abgestimmten Therapieformen, um Folgeerkrankungen zu verzögern oder sogar zu vermeiden.

Aktuelle Forschungsergebnisse
Ein Schwerpunkt der Academy ist die Entwicklung von Betazell-Ersatztherapien. DZD-Wissenschaftlerinnen und -Wissenschaftler fanden heraus, dass die Bildung von Betazellen aus pluripotenten Stammzellen besser funktioniert, wenn diese in einem frühen Stadium in 3D-Zellaggregaten kultiviert werden. Des Weiteren wurden etliche Faktoren entdeckt, die die Expansion, Differenzierung und Reifung von Betazellen auslösen. Diese Ergebnisse sind nicht nur wesentlich für die Generierung funktioneller Betazellen in Kultur für die Modellierung und Zellersatztherapie, sondern auch attraktive Ziele für die In vivo-Regeneration verloren gegangener Betazellmasse bei Diabetespatienten und -patientinnen.

Publikationen

Inceptor counteracts insulin signalling in β-cells to control glycaemia. Nature (2021), DOI: 10.1038/s41586-021-03225-8

Multi-omics profiling of living human pancreatic islet donors reveals heterogeneous beta cell trajectories toward type 2 diabetes. Nature Metabolism (2021). DOI: 10.1038/s42255-021-00420-9

Peripherally active dextromethorphan derivatives lower blood glucose levels by targeting pancreatic islets. Cell Chemical Biology (2021).  DOI: https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2021.05.011

Generation of pancreatic β cells from CD177+ anterior definitive endoderm. Nature Biotechnology (2020), DOI: 10.1038/s41587-020-0492-5

Dysfunction of Persisting β-Cells is a Key Feature of Early Type 2 Diabetes Pathogenesis. Cell Reports (2020), DOI: https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.03.033

Targeted pharmacological therapy restores β-cell function for diabetes remission. Nature Metabolism (2020), DOI: 10.1038/s42255-020-0171-3.

Prof. Dr. Dr. Michele Solimena, Leiter DZD Academy Betazellen

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Rede anlässlich der 10-Jahres-Feier des DZD am 24. Juni 2019 in Berlin (auf Englisch).

Mitglieder der Academy

Bengt Belgardt, DDZ
Stefan Bornstein, PLID
Ünal Coskun, PLID
Anthony Gavalas, PLID
Tilman Grune, DIfE
Eckhard Lammert, DDZ
Heiko Lickert, HMGU
Barbara Ludwig, PLID
Nikolay Ninov, PLID
Annette Schürmann, DIfE
Henrik Semb, HMGU
Michele Solimena, PLID
Stephan Speier, PLID
Susanne Ullrich, IDM
Eckhard Wolf, LMU