Durchsichtige Zebrafische bringen neue Erkenntnisse über Diabetes

Wie entstehen Diabetes und andere Stoffwechselerkrankungen? Dieser Frage widmet sich ein internationales Forschungsteam unter Dresdner Leitung – und ist der Antwort nun einen Schritt näher gekommen. Verantwortlich für die Blutzuckerregulation zeichnen wohl sogenannte First Responder Zellen. Den Durchbruch verdanken die Forschenden auch jungen Zebrafischen, deren durchsichtige Haut tief blicken lässt.

Auf die richtige Balance kommt es an: Beta-Zellen werden von der Bauchspeicheldrüse produziert und sorgen dafür, dass unser Blutzuckerspiegel konstant bleibt. Ist die Glukosekonzentration beispielsweise zu hoch, schütten sie Insulin aus, um gegenzusteuern. Bei Diabetes kommen die Beta-Zellen dieser Aufgabe nicht oder nur unzureichend nach. 

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung von Prof. Nikolay Ninov am Zentrum für Regenerative Therapien Dresden (CRTD) der TU Dresden geht daher der Frage nach, ob alle Beta-Zellen gleich empfindlich reagieren. Um die Arbeit der Bauchspeicheldrüse besser zu verstehen, haben  die Forschenden den Zebrafisch genauer unter die Lupe genommen. Dieser kleine tropische Fisch besitzt eine Bauchspeicheldrüse, die ähnlich funktioniert wie die eines Menschen. Gleichzeitig haben junge Exemplare eine durchsichtige Haut, wodurch die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Bauchspeicheldrüse direkt bei der Arbeit zuschauen können. 

Um mehr über die Bedeutung bestimmter Beta-Zellen zu erfahren, kam außerdem die Optogenetik zum Einsatz. Dank dieser lichtbasierten Technologie ist es möglich, einzelne Zellen ein- und auszuschalten und so deren Funktion isoliert zu betrachten. Das Ergebnis: Eine kleine Gruppe von Beta-Zellen ist empfindlicher und reagiert schneller auf den Blutzuckerspiegel als die anderen Zellen. Ninovs Team nennt sie „First Responder Zellen“, die laut dem Professor als „Kontrollzentrum für die Regulation der Aktivität der restlichen Beta-Zellen dienen“.  

Und was macht sie so besonders? Auch darauf haben die Forschenden eine Antwort. First Responders produzieren ein Schlüsselenzym, das die inaktive Form von Vitamin B6 aus der Nahrung in die für die Zellen aktive Form umwandelt. „Möglicherweise produzieren die First Responders Vitamin B6 und stellen es den anderen Beta-Zellen zur Verfügung, um ihre Aktivität zu regulieren“, sagt Prof. Ninov. Nun richtet das Team seine volle Konzentration darauf, den „Zusammenhang zwischen niedrigen Vitamin-B6-Spiegeln und dem Auftreten von Stoffwechselerkrankungen und Typ-2-Diabetes“ genauer zu untersuchen. Dies könnte zu neuen Erkenntnissen über die Entstehung von Diabetes und letztendlich zu neuen Behandlungsmethoden führen.

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Technische Universität Dresden