Seit mehr als 30 Jahren versuchen Wissenschaftler, ein gut gehütetes Geheimnis zu lüften. Jetzt scheint klar: Ein Molekül wird zu einer proteinähnlichen Substanz – und spielt so eine tragende Rolle bei der Entstehung von Typ-2-Diabetes.
Wie kann sich ein biologisches Schlüsselmolekül selbst zu einer als Amyloid bezeichneten proteinähnlichen Substanz zusammensetzen, von der man annimmt, dass sie bei der Entstehung von Typ-2-Diabetes eine Rolle spielt?
Einem Team von Wissenschaftlern der Universität Leeds ist es erstmals gelungen, die schrittweisen Veränderungen zu identifizieren, die in dem als humanes Insel-Amyloid-Polypeptid (hIAPP) bekannten Molekül stattfinden, während es sich in Amyloid verwandelt. Außerdem wurden neue Verbindungen entdeckt, die diesen Prozess beschleunigen oder verlangsamen können.
Bei gesunden Menschen wird hIAPP von den Inselzellen der Bauchspeicheldrüse zusammen mit dem Hormon Insulin ausgeschüttet und trägt zur Regulierung des Blutzuckerspiegels und der Nahrungsmenge im Magen bei. Wenn hIAPP nicht richtig funktioniert, bildet es Klumpen einer proteinähnlichen Substanz, die Amyloidfibrillen genannt werden. Sie zerstören die insulinproduzierenden Inselzellen in der Bauchspeicheldrüse.
Die Anhäufung von Amyloidfibrillen wurde bei Menschen mit Typ-2-Diabetes beobachtet, obwohl der genaue Mechanismus, der die Krankheit auslöst, nicht bekannt ist. Die Forschungsergebnisse beschreiben die komplexen molekularen Veränderungen, die in hIAPP-Molekülen bei der Umwandlung in Amyloidfibrillen zu beobachten sind. Zudem wurden zwei als Molekülmodulatoren bezeichnete Verbindungen entdeckt, mit denen der Prozess gesteuert werden kann: Eine der Verbindungen verzögert ihn, die andere beschleunigt ihn.
Diese Molekülmodulatoren könnten als eine Art chemische Werkzeuge eingesetzt werden, um zu untersuchen, wie Amyloidfibrillen wachsen und wie und warum sie giftig werden. Das bietet Ansatzpunkte für die Entwicklung von Medikamenten, die die Bildung von Amyloidfibrillen stoppen oder kontrollieren könnten und hilft bei der dringenden Suche nach Möglichkeiten zur Behandlung von Typ-2-Diabetes.
Forschungsleiterin Sheena Radford, Professorin für Biophysik am Astbury Centre for Structural Molecular Biology in Leeds, sagt: „Dies ist ein aufregender und großer Schritt nach vorn in unserem Bestreben, die Amyloid-Krankheit zu verstehen, zu behandeln und ein großes Gesundheitsproblem anzugehen, das mit alarmierender Geschwindigkeit zunimmt. Die von uns entdeckten Verbindungen sind ein erster und wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer Intervention mit kleinen Molekülen bei einer Krankheit, die Wissenschaftler seit Generationen in Atem hält.“
Das Forschungsteam untersuchte hIAPP sowie eine seltene Variante, die bei Menschen mit S20G Genmutation gefunden wurde und ein höheres Risiko für die Entwicklung von Typ-2-Diabetes birgt.
Das Verständnis der Bildung von Amyloidfibrillen ist ein Schlüsselbereich der Gesundheitsforschung. Man geht davon aus, dass die Bildung von Fibrillen bei einer Reihe von lebensbegrenzenden Krankheiten wie der Alzheimer- und der Parkinson-Krankheit sowie bei Typ-2-Diabetes eine Rolle spielt.
Radford fügte hinzu: „Die Ergebnisse sind auch deshalb so aufregend, weil sie die Tür öffnen, um die gleiche Art von Ansätzen zum Verständnis anderer Amyloid-Krankheiten zu verwenden, für die es derzeit in den allermeisten Fällen keine Behandlung gibt.“
Dieser Beitrag basiert auf einer Pressemitteilung der University of Leeds. Die Originalpublikation findet ihr oben und hier.
Bildquelle: Olav Ahrens Røtne, Unsplash