Gibt es epigenetische Veränderungen in den Langerhans-Inseln, die mit der Entstehung von Diabetes zusammenhängen? Dieser Frage sind jetzt Experten des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung nachgegangen.
Bei der Entstehung von Typ-2-Diabetes spielen mehrere Ursachen eine Rolle. Dazu gehören eine erbliche Veranlagung, epigenetische Faktoren, eine fett- und zuckerreiche Ernährung sowie Übergewicht und Bewegungsmangel. Um die Entwicklung der Stoffwechselerkrankung zu vermeiden, ist es wichtig, Menschen mit einem erhöhten Erkrankungsrisiko frühzeitig zu erkennen.
Da es bei der Diabetes-Entwicklung auch zu Funktionsstörungen in den Langerhans-Inseln in der Bauchspeicheldrüse kommen kann, haben Forscher des Deutschen Instituts für Ernährungsforschung (DIfE) und des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD) untersucht, ob es epigenetische Veränderungen in den Langerhans-Inseln gibt, die mit der Diabetes-Entstehung zusammenhängen.
„Unser Ziel war es, frühe Veränderungen in DNA-Methylierungen und dem Expressionsmuster in Langerhans-Inseln einer diabetesanfälligen Maus zu identifizieren und dann zu prüfen, welche davon sich beim Menschen im Blut ebenfalls vor der Diabetes-Diagnose nachweisen lassen“, erklärt Prof. Annette Schümann, Sprecherin des DZD und Leiterin der Abteilung Experimentelle Diabetologie am DIfE.
Dazu wurden adipöse Mäuse fünf Wochen lang mit einer hochkalorischen Nahrung gefüttert und anhand der Leberfettmenge und der Höhe des Blutzuckerspiegels in diabetesanfällige und diabetesresistente Tiere eingeteilt. Von beiden Gruppen wurden die DNA-Methylierungen und Expressionsmuster in den Langerhans-Inseln bestimmt. „So konnten wir 497 Kandidaten-Gene identifizieren, die sich sowohl bezüglich ihrer Expression als auch ihrer DNA-Methylierungen unterschieden“, sagt Erstautorin Dr. Meriem Ouni.
Im nächsten Schritt suchten die Wissenschaftler dann in Blutzellen von Teilnehmern der EPIC-Potsdam-Studie (270 Kontrollen und 270 inzidente Typ-2-Diabetesfälle im Schnitt 3,8 Jahre vor der Diagnose) nach ähnlichen epigenetischen Veränderungen. Dabei fanden sie in 105 Genen veränderte Level in der DNA-Methylierung, die mit der späteren Diabetes-Diagnose assoziiert waren. Ein Großteil dieser Veränderungen ist auch in den Langerhans-Inseln von Typ-2-Diabetes-Betroffenen festzustellen. Das Forscherteam geht davon aus, dass die meisten Modifikationen der DNA-Methylierung, die sich bereits vor der Diagnose im Blut nachweisen lassen, auch noch im späteren Verlauf der Erkrankung in den Langerhans-Inseln vorliegen.
„Beim Menschen lassen sich 105 solcher epigenetischen Veränderungen bereits einige Jahre vor der Diabetes-Diagnose in Blutzellen detektieren. Dies kann die Möglichkeit eröffnen, künftig einige dieser Veränderungen als diagnostische Marker für Typ-2-Diabetes zu verwenden“, sagt Schürmann. Als nächstes wollen die Forscher untersuchen, ob sich durch Diäten oder bestimmte Medikamente ungünstige DNA-Methylierungsmuster korrigieren lassen. Zudem wollen sie prüfen, ob sich die identifizierten Marker in den verschiedenen Diabetes-Subtypen unterscheiden.
Zur Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung geht es hier, zur Studie kommt ihr hier.
Bildquelle: Dave Hoefler, Unsplash