Die alternde Bauchspeicheldrüse: Neue Erkenntnisse zur Rolle von Sternzellen und Blutgefäßen gewonnen

Mit zunehmendem Alter verändert sich die Bauchspeicheldrüse, was das Risiko für Stoffwechselerkrankungen wie Typ-2-Diabetes, Verdauungsstörungen, aber auch Krebserkrankungen erhöht.

Forschende des Deutschen Institutes für Ernährungsforschung Potsdam-Rehbrücke (DIfE) haben nun im Tiermodell zeigen können, dass Sternzellen im Zusammenspiel mit Blutgefäßen eine Schlüsselrolle bei altersbedingten Veränderungen der Bauchspeicheldrüse spielen. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift „Redox Biology“.

Mit zunehmendem Alter könne es durch Steatose oder Fibrose zu funktionsbeeinträchtigenden Zellveränderungen im Pankreas kommen, erläutern die Wissenschaftler zum Hintergrund ihrer Untersuchung. Insbesondere die durch die Sternzellen vermittelte Bildung von Fett- und Bindegewebe im Zusammenhang mit dem Altern sei bislang nur unzureichend untersucht worden. Zudem wisse man bisher wenig über die Rolle der Blutgefäße.

Altersforschung auf Zellebene

Um die altersbedingten Veränderungen in den Sternzellen und Blutgefäßen der Bauchspeicheldrüse zu analysieren, untersuchten DIfE-Forschende in Zusammenarbeit mit Forschenden des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) und des Europäischen Laboratoriums für Molekularbiologie (EMBL) junge und ältere Mäuse.

Sie isolierten einzelne Pankreaszellen und analysierten deren Genexpression. Diese Einzelzell-Transkriptomanalysen ermöglichte es ihnen, verschiedene Zelltypen zu identifizieren und ihre spezifischen Funktionen zu untersuchen. Für die exakte Lokalisation von Sternzellen im Pankreas und deren veränderte Verteilung im Alter nutzten die Forschenden Immunfluoreszenz-Untersuchungen.

Neue Einblicke in die Mechanismen der Pankreasfibrose

Das Forscherteam um Dr. Marina Leer und Dr. George A. Soultoukis aus der Abteilung Fettzell-Entwicklung und Ernährung identifizierte verschiedene Untergruppen von Sternzellen, die unterschiedlich stark Fett- oder Bindegewebe bilden. Mit zunehmendem Alter verschob sich die Verteilung der identifizierten Sternzell-Untergruppen hin zu einer stärkeren Fibrose-Neigung.

Diese Tendenz zur Fibrose ging mit einer Aktivierung bestimmter fibrosefördernder Signalwege (Transforming growth factor beta [TGFbeta], Platelet-derived growth factor [PDGF]) einher, welche die Zusammensetzung der Gewebematrix der Bauchspeicheldrüse veränderte.

Eine wichtige Beobachtung der Forschenden war, dass die Sternzellen der alternden Mäuse verstärkt mit den Blutgefäßen interagierten. Diese Zellkommunikation führte dazu, dass die gealterten Sternzellen mehr entzündungsfördernde Substanzen freisetzten, welche die Blutgefäße schädigten und die Fibrose verstärkten.

Bedeutung für Prävention und Therapie altersbedingter Pankreaserkrankungen

„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass pankreatische Sternzellen im Alter ihre Identität verändern und sich in fibrotische Zellen umwandeln. Diese fibrotischen Zellen tragen zur Bildung von Narbengewebe bei, das die Produktion von Hormonen und Verdauungsenzymen beeinträchtigen kann“, erklärt Soultoukis.

Seine Kollegin Leer ergänzt: „Die Fibrose und die Entzündung können das Mikromilieu im Pankreas verändern und die Entstehung von Krebszellen fördern.“ Die Studienergebnisse liefern neue Ansatzpunkte für die Entwicklung von Strategien zur Vorbeugung und Behandlung altersbedingter Erkrankungen der Bauchspeicheldrüse, wie zum Beispiel Typ-2-Diabetes. So könnte das Verständnis der zellulären Mechanismen, die der Fibrose zugrunde liegen, helfen, neue Medikamente zu entwickeln, die Gewebeschäden verlangsamen oder rückgängig machen.

Die Forschenden planen nun, die zeitlichen Faktoren zu untersuchen, welche die altersbedingte Umstellung der Sternzellen beeinflussen. In zukünftigen Studien wollen sie zudem Lebensstilfaktoren wie Ernährung und körperliche Aktivität näher beleuchten, die diesen Prozess modulieren können.