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Diabetesdurchbruch: Insulin-produzierende Zellen gebildet unter Verwendung der Malariadrogen

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Diabetes beeinflußt z.Z. 29 Million Amerikaner. Für Jahrzehnte haben Forscher versucht, die Insulinzellen des Pankreas zu ersetzen, die durch die Krankheit zerstört werden. Bahnbrechende Forschung gefunden möglicherweise eine Weise, Alphazellen in Insulin-produzierende Betazellen genetisch umzuwandeln.

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Diabetesränge als die 7. führende Todesursache in den Vereinigten Staaten, entsprechend dem Zentren für Seuchenkontrolle und -prävention (CDC).

Der CDC-Bericht, dass 29 Million Amerikaner z.Z. mit der Krankheit leben und andere 86 Million haben prediabetes.

Typ- 1diabetes wird durch die Unfähigkeit des Pankreas, Insulin zu produzieren gekennzeichnet. Im Besonderen eigene Immunsystemhalt des Körpers, welche die Betazellen normalerweise verantwortlich für das Produzieren des Insulins erkennen. Stattdessen nimmt es in Angriff und zerstört sie.

Ohne Insulin - das normalerweise dem Körper „sagt“, zu beginnen, die Niveaus der Glukose zu verringern - der Blutzucker kann die Zellen nicht eintragen, in denen er normalerweise in Energie umgewandelt wird. Infolgedessen erhält Glukose im Blutstrom gehaftet und führt zu Diabetes.

Für Jahrzehnte haben Wissenschaftler versucht, eine Weise zu finden, diese Betazellen zu ersetzen - bezog manchmal sich als Inselzellen, weil sie in einem endokrinen Bereich des Pankreas sind, das als die Langerhans-Inseln bekannt ist.

Forscher haben versucht, zerstörte Betazellen durch Neue unter Verwendung der Stammzellen und der erwachsenen Zellen zu ersetzen. Obgleich die Ergebnisse anregend geschaut haben, haben sie, schon zu folgen.

Jetzt scheinen Forscher vom CeMM-Forschungszentrum für molekulare Medizin in Österreich, die fehlende Verbindung gefunden zu haben und geben Hoffnung einer Heilung für Typ- 1diabetes.

Die Rolle von Alpha und Betazellen

Ein Forscherteam - geführt von Stefan Kubicek, Gruppenleiter bei CeMM - überprüfte die Rolle einer Vielzahl der anerkannten Drogen auf Alpha und Betazellumwandlung. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift Zelle veröffentlicht.

Zusätzlich zu den Betazellen bilden Alphazellen und drei andere Arten Zellen die Langerhans-Inseln im Pankreas, in dem sie für das Regulieren von Blutzuckerspiegeln verantwortlich sind.

[Alphazellen] Artemisinin kann pankreatische Alphazellen in Beta- ähnliche funktionellzellen durch erhöhtes GABA-Signalisieren umwandeln.

Bildkredit: Zellpresse Stefan Kubicek, CeMM

Während Betazellen Signal eine Reduzierung im Blutzucker helfen, tun Alphazellen das Gegenteil, indem sie Glucagon produzieren. Jedoch sind Alphazellen flexibel: sie können in Betazellen umwandeln.

Im Falle der extremen Betazellentleerung sind Alphazellen gezeigt worden, um zu Insulin-produzierende Betazellen, mithilfe eines epigenetischen Reglers zu machen, der als Arx bekannt ist.

Endokrine Zellen benötigen Regler, ihre Identität zu halten. Zum Beispiel haben neue Studien gezeigt, dass, nachdem die endokrinen Zellen unterschieden haben, damit Betazellen instandhalten, ihre Identität, der Alphazellepigenetische Regler Arx aktiv unterdrückt werden muss.

„Arx reguliert viele Gene, die für die Funktionalität einer Alphazelle entscheidend sind,“ sagt Kubicek. „Vorhergehende Arbeit unseres Mitarbeiters, Patrick Collombats Team zeigte, dass ein genetischer Ausscheidungswettkampf von Arx führt zu eine Umwandlung von Alphazellen in Betazellen.“

So an diesem Punkt wussten Forscher, dass sie Arx benötigten, die Zellen umzuwandeln, aber sie wussten nicht, ob es andere Faktoren im menschlichen Organismus gab, der den Prozess beeinflußte.

Um dieses nachzuforschen, entwarfen Kubicek und Team die Alpha und Betazellformen und lokalisierten sie von ihrer Umwelt. Sie analysierten die Zellen und zeigten, dass ein Entzug von Arx genug ist, zum einer Zelle seiner Alphaidentität zu geben, und keine anderen Faktoren vom menschlichen Körper werden angefordert.

Malariadroge macht Alphazellen zu Insulin-produzierende Zellen

Jetzt waren Wissenschaftler in der Lage, die Effekte einer breiten Palette der anerkannten Drogen auf kultivierte Alphazellen unter Verwendung einer besonders entworfenen, völlig automatisierten Probe zu prüfen.

Forscher fanden, dass artemisinins - eine Gruppe Drogen allgemein verwendet, zum von Malaria zu behandeln - den gleichen Effekt wie ein Verlust in Arx hatten.

Das heißt, wandelten artemisinins pankreatische Alphazellen in die Funktions-, Insulin-produzierenden Beta- ähnlichen Zellen um.

„Mit unserer Studie, könnten wir zeigen, dass artemisinins das epigenetische Programm von glucagon-produzierenden Alphazellen ändern und profunde Änderungen ihrer biochemischen Funktion verursachen,“ erklären Kubicek.

Die Weise, die diese geschieht, ist durch die Aktivierung von GABA-Empfängern.

Der Effekt von GABA in den Nagetieren und in den Menschen

GABA ist ein bedeutender Neurotransmitter, der durch Betazellen der kleinen Insel produziert wird. Es funktioniert als Übermittler innerhalb der Inselzellen, in denen es die Absonderung und die Funktion der kleinen Insel reguliert.

Artemisinins gestalten Alphazellen um, indem er zu einem Protein bindet, das gephyrin genannt wird. Dieses Protein aktiviert die GABA-Empfänger, die wie zentrale Schalter des zellulären Signalisierens sind. Am Ende einer längeren Kette der biochemischen Reaktionen, löst GABA die Produktion des Insulins aus.

Kubiceks Studie bestätigt vorhergehende Mäusestudien, die GABA gezeigt haben, um zu helfen, Alphazellen in Betazellen umzuwandeln. Eine dieser Studien wird von Patrick Collombat geführt und wird in der gleichen Frage der Zelle veröffentlicht.

Die nützlichen Effekte von artemisinins wurden nicht nur in lokalisierten Zellformexperimenten, aber auch in den vorbildlichen Organismen gezeigt. Kubicek und Team zeigten, dass die Malariadroge Betazellenmassen- und verbesserten Homeostasis in den zebrafish, in den Mäusen und in den Ratten erhöhte.

Es ist, dass der gleiche Effekt in den Menschen geschieht, sagt die Autoren sehr wahrscheinlich, weil die molekularen Ziele für artemisinins in den Fischen, in den Nagetieren und in den Menschen sehr ähnlich sind.

„Offensichtlich, die Langzeitwirkung von artemisinins Bedarf geprüft zu werden. Besonders ist die Regenerationsfähigkeit von menschlichen Alphazellen schon Unbekanntes. Außerdem müssen die neuen Betazellen vor dem Immunsystem geschützt werden. Aber wir sind 1 überzeugt, dass die Entdeckung von artemisinins und ihr Modus der Aktion die Grundlage für eine vollständig neue Therapie von Typ- 1diabetes bilden können.“