Diabetes mellitus: Schlüsselprotein mit wichtiger Funktion für Betazellen entdeckt
Betazellen sind Miniorgane der Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse und bestehen aus verschiedenen hormonproduzierenden Zelltypen, die Insulin synthetisieren, speichern und an der Steuerung des Blutzuckerspiegels beteiligt sind. Das Absterben der Betazellen führt bei Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2 zu einem Mangel an Insulin.
Von einer Gruppe internationaler Wissenschaftler durchgeführte experimentelle Untersuchungen in verschiedenen Zelllinien und in vitro zeigten, dass das Protein MST1 (mammalian sterile 20-like kinase-1) verstärkt vorliegt, wenn die Zellen unter diabetischen Bedingungen zellulärem Stress ausgesetzt werden. Es ist bekannt, dass MST1 bei zellulärem Stress vermehrt produziert wird und zu Zellwachstum oder Zelltod führen kann.
In genetisch veränderten Betazellen beobachteten die Forscher eine Erhöhung des Proteins MST1. Dies führt zu einem Funktionsverlust und dem Absterben der Betazellen. Der zelluläre Mechanismus, der sich dahinter verbirgt, verläuft über die Mitochondrien, bewirkt den Zelltod und führt zu Störungen im Insulinhaushalt.
Zur genaueren Aufklärung der Funktion von MST1 wurden Betazellen genetisch so verändert, dass das Protein in einer um 80 % reduzierten Menge vorlag. Unter Stressbedingungen überlebten signifikant mehr Zellen, die das Protein in geringerer Menge produzieren als normal MST1-produzierende Zellen. In genetisch veränderten Zellen, in denen MST1 ausgeschaltet war, ermittelten die Wissenschaftler eine um 70 % gestiegene Überlebensrate nach zellulärem Stress im Verhältnis zu genetisch nicht-modifizierten Zellen. Außerdem bestätigte sich in den Experimenten die Funktion von MST1 bei der Insulin-Ausschüttung.
Auf Grundlage der Erkenntnisse aus den Zellmodellen erfolgten weitere Experimente mit Mäusen. Auch hier wurden genetisch veränderte Mäuse untersucht, die das Protein MST1 nicht produzieren konnten. Unter Stressbedingungen zeigten die MST1-produzierenden Mäusen erhöhte Blutzuckerwerte, eine signifikant verminderte Glukosetoleranz und eine verringerte Überlebensrate der Betazellen im Vergleich zu den nicht MST1-produzierenden Tieren.
Die Resultate der Studie weisen auf eine pathophysiologische Funktion von MST1 in der Entwicklung von Diabetes-Erkrankungen hin. Die Studie liefert wichtige Erkenntnisse darüber, wie durch gezielte Hemmung des Proteins MST1 das Fortschreiten von Diabetes mellitus Typ 1 und Typ 2 verhindert werden könnte. Daher könnte dieses Protein ein neues therapeutisches Ziel darstellen, das die insulinproduzierenden Zellen schützt.