Typ-2-Diabetes: Mitochondrien könnten der Schlüssel zur Heilung sein

Forscher der University of Michigan, USA, haben anhand von Mäusen gezeigt, dass dysfunktionale Mitochondrien eine Reaktion auslösen, die die Reifung und Funktion von β-Zellen beeinträchtigt.

Bisherige Studien haben gezeigt, dass insulinproduzierende pankreatische β-Zellen von Patienten mit Diabetes abnormale Mitochondrien aufweisen und nicht in der Lage sind, Energie zu erzeugen. Diese Studien konnten jedoch nicht erklären, warum sich die Zellen so verhielten, schreiben eingangs die Autoren. „Wir wollten herausfinden, welche Wege wichtig sind, um die ordnungsgemäße Funktion der Mitochondrien aufrechtzuerhalten“, erklärt Erstautorin Prof. Emily M. Walker. Die neuen Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht.

Wenn β-Zellen unreif werden

In ihrer Forschung beschädigte das Team drei Komponenten, die für die Funktion der Mitochondrien unerlässlich sind: ihre DNA; einen Weg, der dazu dient, beschädigte Mitochondrien loszuwerden; und einen Weg, der einen gesunden Pool an Mitochondrien in der Zelle aufrechterhält.

Das Resultat: „In allen drei Fällen wurde genau dieselbe Stressreaktion ausgelöst, die dazu führte, dass die β-Zellen unreif wurden, nicht mehr genug Insulin produzierten und im Wesentlichen aufhörten, β-Zellen zu sein“, berichtet Walker und fügt hinzu: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Mitochondrien Signale an den Zellkern senden und das Schicksal der Zelle verändern können.“ Die Forscher bestätigten nach eigenen Angaben ihre Ergebnisse auch an menschlichen Inselzellen der Bauchspeicheldrüse.

Mitochondriale Dysfunktion betrifft mehrere Zelltypen

Ihre Ergebnisse veranlassten das Team, die Suche auf andere Zellen auszuweiten, die bei Diabetes betroffen sind. „Der Verlust der β-Zellen ist der direkteste Weg zu Typ-2-Diabetes. Durch unsere Studie haben wir nun eine Erklärung dafür, was passieren könnte und wie wir eingreifen und die Grundursache beheben können“ Scott A. Soleimanpour, M.D. „Diabetes ist eine Multisystemerkrankung – man nimmt zu, die Leber produziert zu viel Zucker und die Muskeln sind betroffen. Deshalb wollten wir uns auch andere Gewebe ansehen“, sagte Scott A. Soleimanpour, M.D., Direktor des Michigan Diabetes Research Center und leitender Autor der Studie.

Das Team wiederholte seine Mäuseexperimente mit Leberzellen und Fettspeicherzellen und stellte fest, dass die gleiche Stressreaktion ausgelöst wurde. Beide Zelltypen konnten nicht reifen und richtig funktionieren. „Obwohl wir nicht alle möglichen Zelltypen getestet haben, glauben wir, dass unsere Ergebnisse auf alle verschiedenen Gewebe anwendbar sein könnten, die von Diabetes betroffen sind“, sagte Soleimanpour.

Umkehrung von Mitochondrienschäden als Lösung

Unabhängig vom Zelltyp stellten die Forscher fest, dass Schäden an den Mitochondrien keinen Zelltod verursachten. Diese Beobachtung brachte die Möglichkeit auf, dass die Zellen normal funktionieren würden, wenn sie den Schaden rückgängig machen könnten. Dazu verwendeten sie den Wirkstoff ISRIB, der die Stressreaktion blockierte. Sie stellten fest, dass die β-Zellen nach vier Wochen ihre Fähigkeit zur Kontrolle des Glukosespiegels bei Mäusen wiedererlangten. „Der Verlust der β-Zellen ist der direkteste Weg zu Typ-2-Diabetes. Durch unsere Studie haben wir jetzt eine Erklärung dafür, was passieren könnte und wie wir eingreifen und die Grundursache beheben können“, kommentiert Soleimanpour.