Unser glykämisches Gleichgewicht beruht auf der Fähigkeit der Betazellen der Bauchspeicheldrüse, Glukose zu erkennen und Insulin auszuschütten. Das hält den Blutzuckerspiegel aufrecht. Wenn diese Zellen nicht richtig funktionieren, gerät das Gleichgewicht aus den Fugen, und es entsteht Diabetes. Bislang war sich die Wissenschaft einig, dass die Betazellen die anderen hormonproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse benötigen, um richtig zu funktionieren. Ein Team der Universität Genf (UNIGE) hat das Gegenteil bewiesen: bei erwachsenen Mäusen, deren Bauchspeicheldrüse nur Betazellen enthält, sind die Blutzuckerregulierung und die Insulinempfindlichkeit sogar besser als bei Standardtieren. Diese Ergebnisse, die wichtige klinische Perspektiven eröffnen, können in der Zeitschrift Nature Metabolism nachgelesen werden.
Im Jahr 2010 entdeckte das Team um Pedro Herrera, Professor in der Abteilung für genetische Medizin und Entwicklung und im Diabeteszentrum der medizinischen Fakultät der UNIGE, die bemerkenswerte Fähigkeit der Pankreaszellen, ihre Funktion zu verändern. Wenn Betazellen vorzeitig absterben, können die endokrinen Zellen, die normalerweise für die Produktion anderer Hormone wie Glukagon oder Somatostatin zuständig sind, mit der Produktion von Insulin beginnen.
Bislang ging man davon aus, dass sich die ausdifferenzierten erwachsenen Zellen eines Organismus nicht regenerieren und funktionell neu ausrichten können. Die pharmakologische Auslösung dieser zellulären Plastizität könnte daher die Grundlage für eine völlig neue Therapie des Diabetes bilden. Was aber passiert, wenn alle Zellen der Bauchspeicheldrüse ihre ursprüngliche Funktion aufgeben und mit der Produktion von Insulin beginnen? Genau das wollten wir in unserer neuen Studie herausfinden“, erklärt Pedro Herrera.
Nicht-Beta-Zellen sind nicht notwendig
Man ging davon aus, dass die Betazellen nur dann richtig funktionieren können, wenn die anderen hormonproduzierenden Zellen – Alpha-, Delta- und Gamma-Zellen – in den Inselchen der Bauchspeicheldrüse gruppiert sind. Um dies zu überprüfen, haben wir Mäuse gezüchtet, bei denen im Erwachsenenalter alle Nicht-Beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse selektiv entfernt werden können, um zu beobachten, wie die Beta-Zellen den Blutzuckerspiegel regulieren“, erklärt Marta Perez Frances, Forscherin im Labor von Pedro Herrera und Erstautorin dieser Arbeit. Überraschenderweise waren unsere Mäuse nicht nur perfekt in der Lage, ihren Blutzuckerspiegel effektiv zu regulieren, sondern sie waren sogar gesünder als die Kontrollmäuse!“
Selbst wenn sie mit einer fettreichen Diät gefüttert oder auf Insulinresistenz – einem der wichtigsten Marker für Diabetes – getestet wurden, zeigten diese Mäuse eine verbesserte Insulinempfindlichkeit in allen Zielgeweben und insbesondere im Fettgewebe. Und warum? Es gibt einen Anpassungsprozess, bei dem der Körper andere Hormonzellen außerhalb der Bauchspeicheldrüse rekrutiert, um mit dem plötzlichen Rückgang von Glukagon und anderen Hormonen der Bauchspeicheldrüse fertig zu werden“, erklärt Pedro Herrera. Dies zeigt jedoch eindeutig, dass die Nicht-Beta-Zellen der Pankreasinseln für die Aufrechterhaltung des glykämischen Gleichgewichts nicht wesentlich sind. Diese Ergebnisse sind überraschend und stellen die bisher vorherrschende Auffassung in Frage.
Neue Therapien im Entstehen
Von Natur aus ändern etwa 2 % der Zellen der Bauchspeicheldrüse ihre Funktion im Falle eines Insulinmangels. Die Herausforderung besteht nun darin, ein Molekül zu finden, das diese Umwandlung auslösen und verstärken kann. Eine andere Strategie bestünde darin, Stammzellen in vitro zu differenzieren, um neue Betazellen zu produzieren, bevor sie den Patienten transplantiert werden. Unsere Ergebnisse sind der Beweis dafür, dass sich Strategien, die sich auf Insulinzellen konzentrieren, wirklich auszahlen könnten“, schwärmt Pedro Herrera. “Die nächste Phase unserer Arbeit wird daher darin bestehen, das molekulare und epigenetische Profil von Nicht-Beta-Zellen von Diabetikern und Nicht-Diabetikern zu erstellen, in der Hoffnung, die Elemente zu identifizieren, die es ermöglichen könnten, die Umwandlung dieser Zellen im pathologischen Kontext von Diabetes zu induzieren.“
