Ein zentraler Genschalter in der Leber kontrolliert Zuckerhaushalt und Insulinwirkung in anderen Organen des Körpers. Das berichten Forscher des Helmholtz Zentrums München gemeinsam mit Kollegen des Universitätsklinikums Heidelberg, der Technischen Universität München und der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig in „Nature Communications“.

Zuckerstoffwechsel

Wissenschaftler haben einen neuen Mechanismus entdeckt, der für die Steuerung des Zuckerstoffwechsels verantwortlich ist. © jk1991/Fotolia

Mit über sechs Millionen Betroffenen allein in Deutschland ist Diabetes mellitus zu einer Volkskrankheit geworden. Zugrunde liegen ihr in der Regel ein aus dem Gleichgewicht gekommener Zuckerhaushalt und (außer bei Typ-1-Diabetes) eine beeinträchtigte Reaktion des Körpers auf das Hormon Insulin. Was dazu führt und wo mögliche Stellschrauben sind, an denen man therapeutisch eingreifen kann, das versuchen Wissenschaftler herauszufinden.

Ein Team um den Stoffwechselexperten Professor Dr. Stephan Herzig, Direktor des Instituts für Diabetes und Krebs am Helmholtz Zentrum München (IDC), hat nun einen neuen Mechanismus entdeckt, der für die Steuerung des Zuckerstoffwechsels verantwortlich ist. Der sogenannte „Transforming growth factor beta 1-stimulated clone 22 D4“, kurz TSC22D4, wirkt in der Leber als molekularer Schalter und steuert von dort aus Gene, die den Stoffwechsel im ganzen Körper beeinflussen können.

„Die aktuelle Studie ist eine erfolgreiche Fortsetzung unserer Forschungsaktivitäten mit den Kollegen der Inneren Medizin am Universitätsklinikum Heidelberg“, erläutert der Studienleiter, der 2015 vom Neckar an die Isar gewechselt war. Bereits 2013 konnten die Wissenschaftler zeigen, dass eine erhöhte Produktion von TSC22D4 in der Leber von krebskranken Mäusen zu starkem Gewichtsverlust (Kachexie) führt. Nun untersuchten sie die Rolle des Genschalters im Zusammenhang mit Diabetes.

„Der starke Einfluss von TSC22D4 auf den Stoffwechsel bei Tumorerkrankungen legte nahe, dass es auch bei metabolischen Erkrankungen eine Rolle spielen könnte“, berichtet die Erstautorin Dr. Bilgen Ekim Üstünel vom IDC. In der aktuellen Studie konnten die Forscher bei diabetischen Mäusen zeigen, dass ein Ausschalten von TSC22D4 eine Verbesserung der Insulinwirkung und des Zuckerhaushalts nach sich zog. Weitere Analysen ergaben, dass TSC22D4 vor allem die Produktion des Proteins Lipocalin13 bremst, das als Botenstoff aus der Leber ausgeschüttet wird und den Zuckerhaushalt anderer Organe regulieren kann.

Um die Relevanz des neuen Mechanismus in der Klinik zu überprüfen, nahmen die Wissenschaftler Lebergewebsproben von 66 Patienten mit und ohne Typ-2-Diabetes unter die Lupe. Dabei entpuppte sich, dass in der Leber der Diabetespatienten das TSC22D4-Gen signifikant öfter abgelesen wurde als bei Menschen mit normalem Zuckerstoffwechsel. Entsprechend seltener konnten die Wissenschaftler die Produktion von Lipocalin13 feststellen. „Für die Behandlung von Diabetes gibt es nur eine sehr limitierte Anzahl an therapeutischen Targets“, erklärt Professor Dr. Stephan Herzig. „Im nächsten Schritt möchten wir daher prüfen, ob man mit unseren Ergebnissen ein neues therapeutisches Prinzip zur Behandlung von Diabetes und Insulinresistenz erarbeiten kann.“

Original-Publikation: Üstünel, BE. et al. (2016): Control of diabetic hyperglycemia and insulin resistance through TSC22D4. Nature Communications, doi: 10.1038/NCOMMS13267.