Diabetes: Epigenetische Veränderungen schon Jahre vor der Diagnose

Epigenetische Veränderungen bei Diabetes

Fachleuten zufolge leiden mehr als sieben Millionen Menschen an Diabetes. Über 90 Prozent von ihnen sind an Typ-2-Diabetes erkrankt. Die Erkrankung entsteht häufig im Laufe des Lebens durch einen ungesunden Lebensstil. Doch auch epigenetische Faktoren können eine Rolle spielen. Forschende berichten nun, dass sich bei Betroffenen bereits Jahre vor der Diagnose epigenetische Veränderungen feststellen lassen.

In Deutschland gibt es über sieben Millionen Menschen mit Diabetes, erklärt die gemeinnützige Organisation diabetesDE – Deutsche Diabetes-Hilfe auf ihrer Webseite. Bei etwa 6,9 Millionen der Betroffenen liegt ein Typ-2-Diabetes vor. Familiäre Veranlagung, zu wenig Bewegung und Übergewicht sind laut den Fachleuten die wichtigsten Risikofaktoren für Typ-2-Diabetes. Und auch epigenetische Faktoren können eine Rolle spielen.

Mehrere Ursachen spielen eine Rolle

Wie das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung (DZD) in einer aktuellen Mitteilung schreibt, spielen bei der Entstehung von Typ-2-Diabetes mehrere Ursachen eine Rolle. Dazu gehören eine erbliche Veranlagung, epigenetische Faktoren, eine fett- und zuckerreiche Ernährungsweise sowie Übergewicht und Bewegungsmangel.

Um die Entwicklung der Stoffwechselkrankheit zu vermeiden, ist es wichtig, Menschen mit einem erhöhten Erkrankungsrisiko frühzeitig zu erkennen.

Weil es bei der Diabetes-Entwicklung auch zu Funktionsstörungen in den Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse kommen kann, haben Forschende des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) Potsdam-Rehbrücke und des DZD untersucht, ob es epigenetische Veränderungen in den Langerhans-Inseln gibt, die mit der Diabetes-Entstehung zusammenhängen.

An der Studie, die vor kurzem in der Fachzeitschrift „Diabetes“ veröffentlicht wurde, hat auch die Universität Lund (Schweden) mitgearbeitet.

Translationaler Forschungsansatz

„Unser Ziel war es, frühe Veränderungen in DNA-Methylierungen und dem Expressionsmuster in Langerhans-Inseln einer Diabetes-anfälligen Maus zu identifizieren und dann zu prüfen, welche davon sich beim Menschen im Blut ebenfalls vor der Diabetes-Diagnose nachweisen lassen“, erklärt Prof. Dr. Annette Schümann, Sprecherin des DZD und Leiterin der Abteilung Experimentelle Diabetologie am DIfE, den translationalen Forschungsansatz.

Dazu wurden fettleibige Mäuse fünf Wochen mit einer hochkalorischen Nahrung gefüttert und anhand der Leberfettmenge und der Höhe des Blutzuckerspiegels in Diabetes-anfällige und Diabetes-resistente Tiere eingeteilt. Bei beiden Gruppen wurden die DNA-Methylierungen und Expressionsmuster in den Langerhans-Inseln bestimmt.

„So konnten wir 497 Kandidaten-Gene identifizieren, die sich sowohl bezüglich ihrer Expression als auch ihrer DNA-Methylierungen unterschieden“, erläutert Erstautorin Dr. Meriem Ouni.

Mögliche neue diagnostische Marker

Im nächsten Schritt suchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler dann in Blutzellen von Teilnehmenden der EPIC-Potsdam-Studie (270 Kontrollen und 270 inzidente Typ-2-Diabetesfälle im Schnitt 3,8 Jahre vor der Diagnose) nach ähnlichen epigenetischen Veränderungen. Dabei haben die Forschenden in 105 Genen veränderte Level in der DNA-Methylierung gefunden, die mit der späteren Diabetes-Diagnose assoziiert waren.

Den Angaben zufolge ist ein Großteil dieser Veränderungen auch in den Langerhans-Inseln von Typ-2-Diabetes-Betroffenen festzustellen. Das Forschungsteam geht davon aus, dass die meisten Modifikationen der DNA-Methylierung, die sich bereits vor der Diagnose im Blut nachweisen lassen, auch noch im späteren Verlauf der Erkrankung in den Langerhans-Inseln vorliegen.

„Unser breit angelegter und translationaler Forschungsansatz hat eine Reihe von interessanten Genen identifiziert, deren Expression und veränderte DNA-Methylierung mit der späteren Diabetes-Diagnose assoziiert sind“, so Schürmann.

„Beim Menschen lassen sich 105 solcher epigenetischen Veränderungen bereits einige Jahre vor der Diabetes-Diagnose in Blutzellen detektieren. Dies kann die Möglichkeit eröffnen, künftig einige dieser Veränderungen als diagnostische Marker für Typ-2-Diabetes zu verwenden.“

Als nächstes will das Team untersuchen, ob sich durch Diäten oder bestimmte Medikamente ungünstige DNA-Methylierungsmuster korrigieren lassen. Zudem wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler prüfen, ob sich die identifizierten Marker in den verschiedenen Diabetes-Subtypen unterscheiden. (ad)