Eine bahnbrechende Entdeckung der University of California, Davis, könnte die Behandlung von Diabetes revolutionieren. Forscher haben einen bislang unbekannten Signalweg in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse identifiziert, der Diabetiker vor lebensbedrohlichen Hypoglykämien schützen könnte. Die Studie, veröffentlicht am 16. September 2025 in den Proceedings of the National Academy of Sciences (DOI: 10.1073/pnas.250415112), zeigt, wie sogenannte Delta-Zellen mit Insulin produzierenden Beta-Zellen interagieren, um gefährliche Blutzuckerabfälle zu verhindern.
Rückkopplungsschleife als Schutzmechanismus
Die Forscher unter der Leitung von Professor Mark Huising und MD/Ph.D.-Student Mohammad Pourhosseinzadeh entdeckten, dass Delta-Zellen in den Langerhans-Inseln synchron mit Beta-Zellen aktiv werden. Während Beta-Zellen Insulin freisetzen, um den Blutzuckerspiegel zu senken, setzen Delta-Zellen das Hormon Somatostatin frei, das die Insulinproduktion bremst. Diese Rückkopplungsschleife verhindert einen übermäßigen Abfall des Blutzuckers, der bei Diabetikern zu Bewusstlosigkeit, Koma oder sogar zum Tod führen kann.
„Hypoglykämie ist eine akute Gefahr für Menschen mit Diabetes, insbesondere für diejenigen, die Insulin oder andere blutzuckersenkende Medikamente einnehmen“, erklärt Pourhosseinzadeh. „Ohne schnelle medizinische Hilfe kann das Gehirn durch den Blutzuckermangel geschädigt werden.“ Die Studie zeigt, dass die Koordination zwischen Beta- und Delta-Zellen über elektrische Verbindungen (Gap Junctions aus Connexin 36) und das Hormon Urocortin-3 gesteuert wird. Diese Mechanismen sorgen dafür, dass die Insulinfreisetzung präzise reguliert wird.
Delta-Zellen: Lösung eines medizinischen Rätsels
Die Rolle der Delta-Zellen, die nur etwa 5 % der Langerhans-Inseln ausmachen, war lange Zeit unklar. Während Beta-Zellen seit den 1920er Jahren als Insulinproduzenten bekannt sind, blieben Delta-Zellen weitgehend unbeachtet. Huising und sein Team fanden heraus, dass Delta-Zellen durch Urocortin-3 aktiviert werden, ein Hormon, das von Beta-Zellen während der Insulinfreisetzung ausgeschüttet wird. Ohne diese Interaktion, wie bei Mäusen ohne Delta-Zellen gezeigt, bleibt der Blutzuckerspiegel dauerhaft unter dem Normalwert, was die Anfälligkeit für Hypoglykämie erhöht.
„Die Entdeckung dieses Signalwegs eröffnet neue Möglichkeiten, die Insulinregulation zu verbessern“, sagt Huising. „Indem wir die Funktion von Urocortin-3 und Delta-Zellen stärken, könnten wir bestehende Diabetes-Medikamente optimieren und Hypoglykämien verhindern.“
Synchronität der Zellen
Die Studie zeigt, dass Beta- und Delta-Zellen in einem synchronen Rhythmus arbeiten, ähnlich wie Herzzellen bei einem Herzschlag. Kalziumimpulse, die in den Beta-Zellen entstehen, breiten sich über Gap Junctions zu den Delta-Zellen aus und lösen dort die Somatostatin-Freisetzung aus. Wird diese Verbindung gestört, reagiert das System nicht mehr effektiv, was die Insulinproduktion außer Kontrolle geraten lässt. „Das Zusammenspiel von schnellen elektrischen Signalen und dem verzögerten Urocortin-3-Effekt ist wie ein Doppelschlag, der die Insulinfreisetzung präzise steuert“, erklärt Pourhosseinzadeh.
Hoffnung für Diabetiker
Die Ergebnisse könnten die Entwicklung neuer Therapien vorantreiben, die die Koordination zwischen Beta- und Delta-Zellen gezielt fördern. Dies wäre besonders für Patienten mit Typ-1- und Typ-2-Diabetes von Bedeutung, die häufig mit Hypoglykämien kämpfen. „Unser Ziel ist es, die Lebensqualität von Diabetikern zu verbessern, indem wir diese gefährlichen Blutzuckerabfälle verhindern“, betont Huising.
Die Forschung wurde von den National Institutes of Health und dem UC Davis Training Program in Molecular and Cellular Biology finanziert. Weitere Autoren der Studie sind Jessica Huang, Donghan Shin, Ryan Hart, Luhaiza Framroze, Jaresley Guillen, Joel Sanchez, Ramir Tirado und Kelechi Unanwa. Die Autoren erklären, dass kein Interessenkonflikt besteht.
Quelle:
University of California, Davis
Proceedings of the National Academy of Sciences
DOI: 10.1073/pnas.250415112
