Diabetes-Forschung: Sind Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse für die Insulinresistenz verantwortlich?

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Neuste Erkenntnisse aus der Diabetes-Forschung

Obwohl Diabetes zu den am weitesten verbreiteten Krankheiten weltweit zählt, sind die genauen Ursachen immer noch unklar. Ein internationales Forschungsteam ist der Lösung des Rätsels nun einen gewaltigen Schritt näher gekommen. Offenbar arbeiten die Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse, die für die Insulinproduktion zuständig sind, in organisierten Gruppen zusammen, die von einer Art Chef-Zelle geleitet werden. Ohne ihren „Vorgesetzten“ reagieren die Zellverbände unkoordiniert und die Zuckerverarbeitung wird massiv gestört.


Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse arbeiten in streng hierarchisch gegliederten Gruppen zusammen, die alle miteinander vernetzt sind von sogenannten Leader-Zellen koordiniert werden. Sind diese Leader-Zellen außer Kraft gesetzt, kann Zucker im Körper nicht mehr richtig verarbeitet werden. Dies fanden internationale Forschende unter der Mitwirkung der Technischen Universität Dresden heraus. Die Studienergebnisse wurden in dem renommierten Fachjournal „Nature Metabolism“ präsentiert.

Die Insulin-produzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse sind einer aktuellen Studie zur Folge besser und komplexer organisiert, als bislang bekannt. Die Zellen arbeiten in Insel-Verbänden zusammen, die alle miteinander vernetzt sind und von Leader-Zellen koordiniert werden. (Bild: 7activestudio/fotolia.com)

Diabetes: Eine Volkskrankheit mit unklaren Ursachen

Mittlerweile leidet rund jeder elfte Erwachsene weltweit an Diabetes, größtenteils vom Typ-2. Dabei reagieren die Körperzellen zunehmend unempfindlich auf das Hormon Insulin, das die Aufnahme von Zucker aus dem Blut in die Zellen fördert. Betroffene leiden infolge der zunehmenden Insulinresistenz der Zellen an einem erhöhten Blutzuckerspiegel mit weitreichenden Folgen für die Gesundheit. Wie es jedoch zu dieser Störung des Zuckerstoffwechsels kommt, ist immer noch im Detail unklar. Das Forschungsteam der TU Dresden zeigte nun, warum Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse möglicherweise die Freigabe von Insulin verweigern. Dies schafft gleichzeitig auch einen neuen Behandlungsansatz gegen Diabetes.

Auch Zellen haben Chefs

Forschende aus Großbritannien, Kanada, Italien und Deutschland entdeckten eine bislang unbekannte hierarchische Struktur in Zellen der Bauchspeicheldrüse. Die Insulin-produzierenden Beta-Zellen schließen sich in Verbände zusammen, sogenannte Inselzellen. Diese Inseln bilden eine effektive Einheit zur Zuckerverarbeitung. Die Inselverbände werden koordiniert und geleitet von speziellen Chef-Zellen, den sogenannten Leader-Zellen. So schafft ein gesunder Körper ein effektives System, um den Zucker aus dem Blut in die Zellen zu leiten.

Ohne Chef keine Arbeit

Professor Guy Rutter vom Imperial College London und Professor David Hodson von der Birmingham University entdeckten diesen Arbeitsverbund der Zellen zunächst im Labor. „In den Modellorganismen sahen wir, dass bei einem Anstieg des Blutzuckerspiegels die Reaktion der Beta-Zellen von zeitlich begrenzt existierenden Leader-Zellen gesteuert wurde“, berichtet Luis Delgadillo Silva, einer der Hauptautoren der Studie. Nun konnten die Forschenden mittels innovativer Bildgebungstechnik das System auch bei lebenden Tieren wie Zebrafischen und Mäusen nachweisen. In verschiedenen Tests zeigte das Team, was passiert, wenn die neu entdeckten Leader-Zellen ihren Dienst verweigern. „Haben wir die Leader-Zellen dann gezielt deaktiviert, waren die Reaktionen auf Zucker auf einmal gestört“, so Silva.

Facharbeiter unter den Beta-Zellen

Darüber hinaus entdeckte das Team auch, dass nicht alle Zellen im Insel-Verband die selbe Funktion haben. Die Analysen der Forschenden belegen, dass manche Beta-Zellen eine einzigartige molekulare Signatur aufweisen, die es ihnen offenbar erlaubt, eine aktive Rolle im Stoffwechsel zu übernehmen. Gleichzeitig sind solche Zellen der Studie zufolge auch mit einer höheren Sensibilität für Zucker ausgestattet.

Sind die Leader-Zellen der Schlüssel zur Diabetes-Bekämpfung?

„Es ist wichtig für uns zu verstehen, ob Leader-Zellen anfälliger für Schäden sind, wenn sich Diabetes entwickelt, und vor allem, ob sie gezielt eingesetzt werden können, um starke und gesunde Insulinreaktionen aufrechtzuerhalten, um die Krankheit zu heilen”, resümiert Dr. Victoria Salem vom Imperial College London. In kommenden Versuchsreihen an Zebrafischen möchte das Forschungsteam nun die Rolle der Leader-Zellen genauer untersuchen. „Wir wollen Beta-Zellen aktivieren oder zum Schweigen zu bringen“, ergänzt Silva. Beobachtet werden soll dies mit einem speziell entwickeltem Tool, mit dem sich feststellen lässt, wie viele Zellen von einer Leader-Zelle kontrolliert werden und welche Gene die Identität einer Leader-Zelle bestimmen. Die Forschungsgruppe erhofft sich so, die genauen Ursachen für Diabetes zu entschlüsseln und vielleicht auch eine Methode zur Heilung zu finden.

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(vb)

Autor:
Diplom-Redakteur (FH) Volker Blasek
Quellen:
  • Salem, Victoria / Silva, Luis Delgadillo / Suba, Kinga / Georgiadou, Eleni / u.a.: Leader β-cells coordinate Ca2+ dynamics across pancreatic islets in vivo, Nature Metabolism, 2019, nature.com
  • Technische Universität Dresden: Volkskrankheit Diabetes im Fokus: Warum verweigern Beta-Zellen die Freigabe von Insulin? (Abruf: 27.06.2019), tu-dresden.de

Wichtiger Hinweis:
Dieser Artikel enthält nur allgemeine Hinweise und darf nicht zur Selbstdiagnose oder -behandlung verwendet werden. Er kann einen Arztbesuch nicht ersetzen.