Diabetes mellitus bei Mukoviszidose: Neue Erkenntnisse zur Pathophysiologie

Eine neue Studie der University of Michigan Medical School, USA, bietet neue Einblicke in die Pathophysiologie von Mukoviszidose (CF)-bedingtem Diabetes (CFRD).

Die vorliegende Studie unter der Leitung von Dr. Jie Xu von der University of Michigan Medical School untersuchte die spontane Entwicklung von Pankreasläsionen und Störungen des Glukosestoffwechsels bei Kaninchen mit CF. Die Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „eGastroenterology“ veröffentlicht.

Stadium unbestimmter Glukosetoleranz identifiziert

Das Team entwickelte sein CF-Kaninchenmodell mithilfe der Geneditierungstechnologie CRISPR/Cas9. Kaninchen mit CF wiesen typische Veränderungen der Bauchspeicheldrüse auf, darunter Fibrose, vakuoläre Degeneration und Metaplasie schleimabsondernder Epithelzellen. Die Größe der insulinproduzierenden Langerhansinseln war bei diesen Tieren deutlich kleiner als bei Wildtyp-Kontrollen, was mit niedrigeren zirkulierenden Insulinspiegeln und einem beeinträchtigten Glukosestoffwechsel korrelierte.

Eines der wichtigsten Ergebnisse der Studie war die Identifizierung eines Stadiums unbestimmter Glukosetoleranz (INDET) bei jungen CF-Kaninchen, einem Vorläufer von CFRD, der bei menschlichen Patienten beobachtet wird. Dieses Stadium zeichnete sich durch eine verzögerte Glukosereduktion und eine verringerte Insulinausschüttung aus, was den frühen Anzeichen einer Diabetesprogression beim Menschen entspricht. Interessanterweise waren weibliche CF-Kaninchen anfälliger für INDET-ähnliche Phänotypen, was den geschlechtsspezifischen Unterschieden entspricht, die bei der Prävalenz von CFRD beim Menschen beobachtet wurden.

„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Kaninchen mit CF wichtige Aspekte der CF-Pankreaserkrankung replizieren“, sagt Xu und fährt fort: „Dadurch werden sie zu einem wertvollen Modell für die translationale Forschung zu CFRD und verwandten Erkrankungen.“

Pankreaspathologie von größerer Bedeutung

Die Studie unterstreicht laut den Forschern die größere Bedeutung der CF-bedingten Pankreaspathologie. Während exokrine Dysfunktion und Pankreasinsuffizienz bei CF gut dokumentiert sind, stellt die endokrine Dysfunktion – manifestiert als CFRD – eine besondere Herausforderung dar. CFRD vereint Merkmale von Typ-1- und Typ-2-Diabetes, wobei Insulinmangel und -resistenz zur Progression beitragen. Die derzeitigen Behandlungen konzentrieren sich in erster Linie auf die Symptombehandlung, was den dringenden Bedarf an innovativen Therapiestrategien unterstreicht.

Indem sie Kaninchen als praktikables Modell für die CFRD-Forschung etablieren, wollen die Autoren die Entwicklung gezielter Interventionen erleichtern. Therapien im Frühstadium, wie sie sich beispielsweise an die INDET-Phase richten, könnten den Ausbruch von Diabetes bei CF-Patienten deutlich verzögern oder verhindern. Darüber hinaus ermöglicht dieses Modell die Bewertung neuer Behandlungen, darunter auch solche, die auf die Modulation von Bauchspeicheldrüsenentzündung, Fibrose und Insulinproduktion abzielen.