Verstärkung der Wirkung von Vitamin D zur Bekämpfung von Diabetes

Verstärkung der Wirkung von Vitamin D zur Bekämpfung von Diabetes

Studie des Salk Institute schlägt neuen Ansatz zur Behandlung von Typ-2-Diabetes und anderen Krankheiten, einschließlich Krebs, vor

LA JOLLA – Mehr als 27 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten leben mit Typ 2 Diabetes, nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten. Da die Bevölkerung altert und ein wachsender Prozentsatz der Menschen übergewichtig oder fettleibig wird, ist mit einem Anstieg dieser Zahl zu rechnen.

In einem am 10. Mai 2018 veröffentlichten Artikel in ZelleForscher des Salk Institute berichten über einen möglichen neuen Ansatz zur Behandlung von Diabetes durch den Schutz von Betazellen – den Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die das Hormon Insulin produzieren, speichern und freisetzen. Wenn Betazellen nicht mehr funktionieren, kann der Körper kein Insulin mehr produzieren, um den Blutzucker (Glukose) zu kontrollieren, und der Glukosespiegel kann gefährliche – sogar tödliche – Werte erreichen.

Die Forscher erreichten ihr Ziel, indem sie eine unerwartete Quelle nutzten: Vitamin D. Vitamin D erwies sich in Zellen und Mausmodellen als vorteilhaft bei der Behandlung geschädigter Betazellen. Es lieferte auch neue Erkenntnisse über die Genregulation, die bei der Entwicklung von Behandlungen für andere Krankheiten, einschließlich Krebs, angewendet werden könnten.

„Wir wissen, dass Diabetes eine durch Entzündungen verursachte Krankheit ist“, erklärt der leitende Autor Ronald Evans, Forscher am Howard Hughes Medical Institute und Inhaber des March of Dimes-Lehrstuhls von Salk für Molekular- und Entwicklungsbiologie. „In dieser Studie haben wir den Vitamin-D-Rezeptor als wichtigen Modulator sowohl der Entzündung als auch des Überlebens der Betazellen identifiziert.“

Mithilfe von Betazellen, die aus embryonalen Stammzellen hergestellt wurden, konnten die Forscher eine Verbindung namens iBRD9 identifizieren, die offenbar die Aktivierung des Vitamin-D-Rezeptors verstärkt, wenn sie mit Vitamin D kombiniert wird, um das Überleben von Betazellen zu verbessern. Das Team erreichte dies, indem es einen Screening-Test durchführte, um nach Verbindungen zu suchen, die das Überleben von Betazellen in einer Schale verbesserten. Anschließend testeten sie die Kombination in einem Diabetes-Mausmodell und zeigten, dass sie den Glukosespiegel bei den Tieren wieder auf normale Werte bringen konnte.

„Diese Studie begann mit der Untersuchung der Rolle von Vitamin D in Betazellen“, sagt Zong Wei, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Genexpressionslabor von Salk und Erstautor der Studie. „Epidemiologische Studien an Patienten deuten auf einen Zusammenhang zwischen hohen Vitamin-D-Konzentrationen im Blut und einem geringeren Diabetesrisiko hin, der zugrunde liegende Mechanismus wurde jedoch nicht genau verstanden.“ Es war schwierig, Betazellen allein mit dem Vitamin zu schützen. Wir haben jetzt einige Ideen, wie wir diese Verbindung nutzen können.“

Der zugrunde liegende Prozess hat mit der Transkription zu tun – der Art und Weise, wie Gene in Proteine ​​übersetzt werden. Durch die Kombination der neuen Verbindung mit Vitamin D konnten bestimmte Schutzgene in viel höherem Maße exprimiert werden als in erkrankten Zellen.

„Die Aktivierung des Vitamin-D-Rezeptors kann die entzündungshemmende Funktion von Genen auslösen, um den Zellen zu helfen, unter Stressbedingungen zu überleben“, sagt Michael Downes, leitender Wissenschaftler bei Salk und Mitautor. „Durch den Einsatz eines Screening-Systems, das wir im Labor entwickelt haben, konnten wir ein wichtiges Teil dieses Puzzles identifizieren, das eine Superaktivierung des Vitamin-D-Signalwegs ermöglicht.“

Die Implikationen der Entdeckung können weitreichende Auswirkungen haben: Sie identifiziert einen grundlegenden Mechanismus, der in die medikamentöse Behandlung vieler verschiedener Ziele in der Klinik umgesetzt werden kann.

„In dieser Studie haben wir uns mit Diabetes befasst, aber da es sich um einen wichtigen Rezeptor handelt, könnte er möglicherweise universell für alle Behandlungen eingesetzt werden, bei denen die Wirkung von Vitamin D verstärkt werden muss“, fügt Ruth Yu, eine Mitarbeiterin der Salk-Forschung und eine der Studienteilnehmerinnen, hinzu Autoren. „Wir sind zum Beispiel besonders daran interessiert, es bei Bauchspeicheldrüsenkrebs zu untersuchen, einer Krankheit, die unser Labor bereits untersucht.“

Die Forscher sagen, dass, obwohl der neue Wirkstoff offenbar keine Nebenwirkungen bei den Mäusen verursachte, weitere Tests erforderlich seien, bevor mit klinischen Studien begonnen werden könne.

Die anderen Autoren des Papiers waren Eiji Yoshihara, Nanhai He, Nasun Hah, Weiwei Fan, Antonio Pinto, Timothy Huddy, Yuhao Wang, Brittany Ross, Gabriela Estepa, Yang Dai, Ning Ding, Mara Sherman, Sungsoon Fang, Xuan Zhao und Annette Atkins Salz; und Christopher Liddle vom Westmead Institute for Medical Research und der Sydney Medical School in Sydney, Australien.

Diese Arbeit wurde von den National Institutes of Health und ihrem National Institute of Environmental Health Sciences, der Glenn Foundation for Medical Research, dem Leona M. and Harry B. Helmsley Charitable Trust, Ipsen/Biomeasure, dem California Institute for Regenerative Medicine, dem finanziert Ellison Medical Foundation und eine Schenkung von Steven und Lisa Altman.