Durchbruch in der Diabetesbehandlung: Verständnis des Mechanismus der Glukoseregulierung

Eine der größten Herausforderungen für Patienten mit Typ-2-Diabetes ist ein hoher Nüchternblutzuckerspiegel. Dies liegt daran, dass Patienten mit Insulinresistenz beginnen, Glukose in der Leber zu produzieren – ein Prozess, der von der Wissenschaft noch nicht vollständig verstanden ist. Ein Übersichtsartikel in Trends in Endocrinology & Metabolism präsentiert nun die wichtigsten Fortschritte im Verständnis dieses Mechanismus und identifiziert neue Ansatzpunkte für die Medikamentenentwicklung gegen Typ-2-Diabetes, den die Weltgesundheitsorganisation (WHO) als eine der Pandemien des 21. Jahrhunderts bezeichnet.

Die Studie und ihre Teilnehmer

Die Studie wird von Professor Manuel Vasquez-Carrera von der Fakultät für Pharmazie und Lebensmittelwissenschaften der Universität Barcelona, dem UB Institute of Biomedicine (IBUB), dem Sant Joan de Déu Research Institute (IRSJD) und dem Biomedical Research Centre on Diabetes and Associated Metabolic Diseases (CIBERDEM) geleitet. An der Studie sind außerdem die Experten Emma Barroso, Javier Jurado-Aguilar und Xavier Palomer (UB-IBUB-IRJSJD-CIBERDEM) sowie Professor Walter Wahli von der Universität Lausanne (Schweiz) beteiligt.

Therapeutische Ziele im Kampf gegen Krankheiten

Typ-2-Diabetes mellitus ist eine zunehmend verbreitete chronische Erkrankung, bei der der Blutzuckerspiegel aufgrund einer unzureichenden Reaktion des Körpers auf Insulin erhöht ist. Die Erkrankung kann schwere Organschäden verursachen und bleibt schätzungsweise bei einem erheblichen Anteil der betroffenen Bevölkerung unerkannt.

Bei Patienten ist der Glukosesyntheseweg (Glukoneogenese) in der Leber überaktiviert, was mit Medikamenten wie Metformin kontrolliert werden kann. „Kürzlich wurden neue Faktoren identifiziert, die an der Kontrolle der hepatischen Gluconeogenese beteiligt sind. Unsere Studie zeigte beispielsweise, dass der Wachstums- und Differenzierungsfaktor (GDF15) die Konzentration der an der hepatischen Gluconeogenese beteiligten Proteine senkt“, sagt Professor Manuel Vasquez-Carrera.

Um im Kampf gegen diese Krankheit Fortschritte zu erzielen, ist es auch notwendig, Signalwege wie TGF-β zu untersuchen. TGF-β ist an der Entwicklung der Stoffwechselstörung im Zusammenhang mit der Fettlebererkrankung (MASLD) beteiligt, die häufig zusammen mit Typ-2-Diabetes auftritt. „TGF-β spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der Leberfibrose und ist einer der wichtigsten Faktoren, die zur Zunahme der hepatischen Gluconeogenese und damit zu Typ-2-Diabetes beitragen“, betont Vasquez-Carrera.

Metformin: Geheimnisse des am häufigsten verwendeten Medikaments

Die Wirkmechanismen von Metformin, dem am häufigsten verschriebenen Medikament zur Behandlung von Typ-2-Diabetes, das die hepatische Gluconeogenese hemmt, sind noch nicht vollständig verstanden. Kürzlich wurde festgestellt, dass das Medikament die Gluconeogenese durch Hemmung des Komplexes IV der mitochondrialen Elektronentransportkette reduziert. Dieser Mechanismus ist unabhängig von den klassischen Effekten durch Aktivierung des Proteins AMPK.

„Die Hemmung der Aktivität des mitochondrialen Komplexes IV durch Metformin – und nicht durch Komplex I, wie bisher angenommen – verringert die Verfügbarkeit von Substraten, die für die Glukosesynthese in der Leber benötigt werden“, bemerkt Vasquez-Carrera.

Nächste Schritte

Das Team um Vasquez-Carrera setzt seine Forschungsarbeit fort, um die Mechanismen zu entschlüsseln, durch die GDF15 die hepatische Gluconeogenese regulieren kann. „Parallel dazu wollen wir neue Moleküle entwickeln, die den zirkulierenden GDF15-Spiegel erhöhen. Wenn wir über wirksame GDF15-Induktoren verfügen, können wir die Glykämie bei Menschen mit Typ-2-Diabetes verbessern, indem wir die hepatische Gluconeogenese und andere Wirkungen dieses Zytokins reduzieren“, so der Forscher abschließend.