Diabetes Typ 2: miRNA 103 und 107 regulieren Insulin-Sensitivität

  • Diabetes Typ 2: miRNA 103 und 107 regulieren Insulin-Sensitivität und somit die Aufnahme von GlukoseDiabetes Typ 2: miRNA 103 und 107 regulieren Insulin-Sensitivität und somit die Aufnahme von Glukose

Forscher um Markus Stoffel vom Institut für molekulare Systembiologie der ETH Zürich haben herausgefunden, weshalb bei fettleibigen Personen (Adipositas), die an Diabetes Typ 2 leiden, das Insulinsignal nicht mehr registriert und somit Glukose nicht mehr in die Leber- und Fettzellen aufgenommen wird. Bei in-vivo-Experimenten mit fettleibigen Mäusen konnten sie zeigen, dass miRNA 103 und miRNA 107 die Insulin-Sensitivität regulieren, indem sie ein Gen blockieren, das den Bauplan für Caveolin1 darstellt. Das Protein Caveolin1 sitzt auf kleinen, in die Zelle hinein gestülpten Bläschen, den Caveolae, welche an den Insulin-Sensor gekoppelt sind und die Signalwirkung von Insulin einleiten. Zirkulieren zu viele miRNA-Kopien, funktioniert dieser Vorgang nicht mehr. Oder anders formuliert: je höher der Pegel von miRNA 103 und 107 ist, desto resistenter reagieren Leber und Fettgewebe auf Insulin.

Hoffnungsschimmer im Kampf gegen Diabetes Typ 2
Aufgrund früherer Erfahrungen konnten die Forscher die fraglichen miRNS aber gezielt ausschalten, indem sie den Mäusen Antagomire spritzten, die hochspezifisch miRNA 103 und 107 blockieren. Damit der Körper die Antagomire nicht innerhalb von Minuten wieder abbaut, wurden sie mit einem Fettmolekül modifiziert, so dass sie stabil bleiben und in Zellen aufgenommen werden können.
In Mäusen, bei denen die beiden miRNAs so ausgeschaltet wurden, wurden die Leberzellen innerhalb kurzer Zeit wieder empfänglich für Insulin und die Glukose-Aufnahme stieg an. Parallel dazu nahm der Fettgehalt der Fettzellen ab. Letzteres ist durch eine erhöhte Fettverbrennung zu erklären. Weil die Zellen wieder auf Insulin reagieren, werden die Beta-Zellen entlastet, sodass sie die Insulin-Produktion herunterfahren können.
Am besten reagierten Fettzellen auf das Ausschalten der miRNAs. In den Leberzellen war der Effekt eher gering. Das hat damit zu tun, dass Caveolin1 auf den Bläschen der Fettzellen sehr häufig vorkommt, bei Leberzellen hingegen seltener. Für Markus Stoffel ist diese Entdeckung ein Hoffnungsschimmer im Kampf gegen Diabetes.

"Zuckerkranke Menschen mit Antagomiren zu therapieren wäre ein vollkommen neuer Ansatz", sagt er. Das System funktioniert nämlich auch bei Mäusen, die bereits Diabetes haben. Bis ein Medikament auf der Basis von Antagomiren auf den Markt kommt, dürfte aber noch viel Zeit vergehen. Die Entwicklung müsste von einer Pharmafirma vorangetrieben werden.


Hintergrund: miRNA
Generell gelten miRNAs, von denen über 1200 verschiedene im menschlichen Körper vorkommen, als vielversprechende Targets, um Krankheiten zu regulieren. Sie regulieren sehr fein abgestimmt zahlreiche Netzwerke in Zellen, in Organen und ganzen Organismen. miRNAs spielen in vielen Krankheiten, wie Diabetes, Krebs oder Infektionen, eine wichtige Rolle. Bereits in Phase II der klinischen Versuche sind Mittel gegen miRNA im Zusammenhang mit Hepatitis C-Erkrankungen, gewisse Krebsarten und Fibrose. Das Spannende an miRNS ist, dass man damit ganze Netzwerke sehr fein regulieren kann. Sie funktionieren nicht nach dem Ja-Nein-Prinzip und sind insbesondere von Bedeutung, wenn Zellen auf Stress reagieren müssen.


Originalliteratur:
Trajkovski M, Hausser J, Soutschek J, Bhat B, Akin A Zavolan M, Heim MH & Stoffel M.; MicroRNAs 103 and 107 regulate insulin sensitivity; Nature, advanced online publication, 9 June 2011, DOI: 10.1038/nature10112


http://www.ethz.ch


 

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