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Diabetologie 20. März 2012

Diabetes: Gene "ein- und ausschalten"

Der Wiener Chemiker Christian Kubicek vom Forschungszentrum für Molekulare Medizin (CeMM) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) hat mit einem internationalen Forscherteam untersucht, wie 29 verschiedene Substanzen die Genregulation in Zellen der Bauchspeicheldrüse beeinflussen.

Von Stoffen, die hunderte Gene an- und abschalten bis zu sehr gezielt wirkenden Substanzen berichten die Forscher in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS). Die Forschung könnte Grundlage für neue Therapieansätze gegen Typ I Diabetes sein, so Kubicek.

Bei Typ I Diabetes zerstört das eigene Immunsystem die Insulin produzierenden Beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse, der wichtige Botenstoff kann nicht mehr hergestellt werden. Vor wenigen Jahren ist es Forschern in Laborversuchen gelungen, die verwandten Alpha-Zellen in Beta-Zellen umzuprogrammieren. "Die Möglichkeit körpereigene Zellen in Beta-Zellen umzuwandeln ist sehr spannend in Hinblick auf neue Therapieansätze. Vor allem bei Typ I Diabetes, wo bekannt ist, dass Patienten mehr oder weniger geheilt sind, wenn man ihnen neue Beta-Zellen in Form einer Transplantation von pankreatischen Inseln gibt", sagte Kubicek.

Kubicek untersuchte, welche Gene in Alpha- und Beta-Zellen durch bestimmte pharmakologische Substanzen, an- oder abgeschaltet werden. Die 29 Substanzen, die er dazu verwendete, sind kleine Moleküle, die die Aktivität der Gene verändern, indem sie natürliche biochemische Veränderungen an der DNA oder den Eiweißstoffen, die die DNA umgeben, beeinflussen.

Diese biochemischen Veränderungen sind in der Entwicklung wichtig und bestimmen etwa, welche Funktion eine bestimmte Körperzelle hat. Da jede Zelle des Körpers die gleiche Erbinformation trägt, unterscheiden sich etwa Muskel- und Bauchspeicheldrüsenzellen nicht durch ihre Gene, sondern dadurch, welche Gene aktiv sind und welche nicht.

Kubicek erforschte, welche und wie viele Gene durch die kleinen Moleküle an- und abgeschaltet werden. Ebenso wollte er Substanzen finden, die eventuell eine Umwandlung von Alpha- in Beta-Zellen bewirken können, sagte er.

Manche der kleinen Moleküle veränderten die Aktivität von Hunderten Genen in den Zellen der Bauchspeicheldrüse. Andere wiederum hatten eine sehr spezielle Wirkung. Die Forscher zeigten außerdem, dass mit kleinen Molekülen Gene reguliert werden können, die den Zelltyp beeinflussen.

Die Studie hat der Wiener Forscher als Postdoc am Broad Institute in Cambridge (USA) begonnen und am CeMM fertiggestellt. Mit den Kollegen am Broad Institute arbeitet er weiter in einem internationalen Netzwerk zusammen, das sich zum Ziel gesetzt hat, Alpha-Zellen in Beta-Zellen umwandeln zu können. "In meiner Forschungsgruppe beschäftigen wir uns hauptsächlich mit Ansätzen, die kleine Moleküle dazu verwenden, während andere Gruppen genetische Methoden verwenden", erklärte Kubicek. Finanziert werden die Forscher unter anderem von der Juvenile Diabetes Research Foundation, einer Patientenorganisation, die laut eigenen Angaben bisher mehr als 1,5 Milliarden Dollar für die Diabetesforschung aufgetrieben hat.

Die sogenannten Beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse stellen Insulin her und messen den Zuckergehalt im Blut. Steigt der Blutzuckerspiegel, etwa nach einer Mahlzeit, schütten sie Insulin aus, bis sich der Blutzuckerspiegel wieder normalisiert hat. Fehlt der Botenstoff Insulin, kann Zucker nicht mehr in die Körperzellen aufgenommen werden. Außerdem bildet die Leber ungebremst Zucker und gibt ihn ins Blut ab. Heilung für die Krankheit gibt es derzeit nicht, Typ I Diabetes Patienten sind lebenslang auf Insulin aus Spritzen, Pens oder Pumpen angewiesen.

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