Diabetes: Wie Amyloidablagerungen zu der Erkrankung führen

Durchbruch in der Erforschung von Diabetes erzielt

Jetzt ist es erstmals gelungen, die schrittweisen Veränderungen zu identifizieren, wie sich ein biologisches Schlüsselmolekül zu Amyloidablagerungen umwandelt, von denen angenommen wird, dass sie bei der Entstehung von Typ-2-Diabetes eine wichtige Rolle spielen. Die Erkenntnisse könnte auch zur Entwicklung neuer Medikamente für Typ-2-Diabetes führen.

In einer aktuellen Untersuchung unter Beteiligung von Fachleuten der Universität Leeds wurde festgestellt, durch welchen Mechanismus Amylin (humanes Insel-Amyloid-Polypeptid; hIAPP) zur Bildung von Amyloidablagerungen beiträgt. Zusätzlich wurden Verbindungen identifiziert, die als vielversprechende Ausgangspunkte für die Entwicklung von Therapeutika für Typ-2-Diabetes dienen können.

Die entsprechenden Studienergebnisse wurden in der englischsprachigen Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Diabetes in Deutschland

Typ-2-Diabetes betrifft etwa 300 Millionen Menschen auf der Welt. Laut den Fachleuten des Robert Koch-Instituts (RKI) leben alleine in Deutschland etwa 4,6 Millionen Menschen im Alter von 18 bis 79 Jahren mit einer Diabetes-Diagnose. Etwa 90 Prozent der Erkrankungen seien auf Typ-2-Diabetes zurückzuführen.

Mechanismen hinter Diabetes verstehen

Diabetes kann beispielsweise zu einem erhöhten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Nierenfunktionsstörungen, Erblindung und Fußamputationen beitragen, wenn nicht angemessen therapeutisch gegengesteuert wird.

Ein besseres Verständnis der Erkrankung könnte hierbei die Lebensqualität und auch die Lebenserwartung der betroffenen Personen signifikant erhöhen und erhebliche Kosten für das Gesundheitssystem einsparen.

Wie entsteht Amyloid?

Laut den an der neuen Studie beteiligten Fachleuten wird seit mehr als 30 Jahren versucht die Frage zu klären, wie sich ein biologisches Schlüsselmolekül (hIAPP) zu Amyloidablagerungen umwandelt, von denen allgemein angenommen, dass sie an der Entstehung von Typ-2-Diabetes beteiligt sind.

Typ-2-Diabetes durch Genmutation

Die Forschenden untersuchten einerseits hIAPP, welches häufig in der Bevölkerung vorkommt. Außerdem wurde auch eine Variante untersucht, die eher selten ist und bei Menschen mit einer als S20G bezeichneten Genmutation auftritt. Diese Genmutation ist dafür bekannt, dass sie das Risiko für die Entwicklung von Typ-2-Diabetes erhöht.

Dem Team ist es tatsächlich gelungen, die schrittweisen Veränderungen zu identifizieren, die ablaufen während sich hIAPP in Amyloid verwandelt. Die Forschenden fügen hinzu, dass sie zusätzlich auch neue Verbindungen identifizieren konnten, welche diesen Prozess beschleunigen oder verlangsamen können.

Rolle von hIAPP im Körper

Wenn Menschen gesund sind, wird hIAPP von den sogenannten Inselzellen der Bauchspeicheldrüse zusammen mit dem Hormon Insulin ausgeschüttet. hIAPP spielt unter anderem eine Rolle bei der Regulierung des Blutzuckerspiegels.

Wie bilden sich Amyloidfibrillen?

Funktioniert hIAPP nicht richtig, führt dies zur Bildung von Klumpen einer proteinähnlichen Substanz. Diese werden als sogenannte Amyloidfibrillen bezeichnet. Genau diese Amyloidfibrillen töten die insulinproduzierenden Inselzellen in der Bauchspeicheldrüse ab, berichten die Fachleute.

Bei Menschen mit Typ-2-Diabetes tritt eine Anhäufung von sogenannten Amyloidfibrillen auf. Der genaue Mechanismus, wie eine solche Anhäufung die Krankheit auslöst, war bisher allerdings nicht bekannt.

In der neuen Forschungsarbeit beschreibt das Team die komplexen molekularen Veränderungen, die in hIAPP-Molekülen bei der Umwandlung in Amyloidfibrillen zu beobachten sind. Zusätzlich identifizierten sie zwei als Molekülmodulatoren bezeichnete Verbindungen.

Diese Verbindungen ermöglichen es laut den Forschenden den Prozess zu steuern, wobei eine Verbindung ihn verzögert und die andere ihn beschleunigt. Diese Molekülmodulatoren können auch verwendet werden, um die Art und Weise zu untersuchen, wie Amyloidfibrillen wachsen und wie und warum sie toxisch werden.

Medikamente könnten Bildung von Amyloidfibrillen stoppen

Dies bietet Ansatzpunkte für die Entwicklung von Medikamenten, welche die Bildung von Amyloidfibrillen stoppen oder kontrollieren könnten, so die Fachleute. Das sei ein wichtiger Schritt bei der Suche nach Möglichkeiten zur Behandlung von Typ-2-Diabetes.

Die neu identifizierten Verbindungen sind laut der Medizinerin ein erster Ansatz auf dem Weg zu einer Intervention mit kleinen Molekülen bei Typ-2-Diabetes.

Amyloidfibrillen begünstigen verschiedene Erkrankungen

Laut dem Team geht man davon aus, dass Fibrillen nicht nur bei Typ-2-Diabetes, sondern auch bei einer Reihe von Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson eine wichtige Rolle spielen. Daher könnte das bessere Verständnis eventuell auch die Behandlung dieser Erkrankungen verbessern.

„Die Ergebnisse sind auch deshalb so aufregend, weil sie die Tür öffnen, um die gleiche Art von Ansätzen zum Verständnis anderer Amyloid-Krankheiten zu verwenden, für die es derzeit in den allermeisten Fällen keine Behandlung gibt“, fügt Studienautor Professorin Radford hinzu. (as)