Das Kraftwerk der Zelle macht uns krank? Reaktive Sauerstoffspezies, die von Mitochondrien produziert werden, führen möglicherweise zu Typ-2-Diabetes. Wie Nano-Partikel da Abhilfe schaffen könnten, lest ihr hier.
Obwohl Diabetes eine häufige Erkrankung ist, gibt es noch keine Heilung. Die derzeitigen Therapien können zwar den Blutzuckerspiegel kontrollieren, gehen aber nicht gegen die Insulinresistenz vor. Jüngste Forschungsergebnisse, die in der Zeitschrift ACS Nano veröffentlicht wurden, zeigen jedoch, dass bestimmte hochreaktive Moleküle in der Leber die Insulinresistenz in menschlichen Leberzellen und diabetischen Mäusen umkehren können, was einen Weg zu einer dauerhafteren Behandlung eröffnet.
Typ-2-Diabetes tritt auf, wenn der Körper nicht mehr auf das Insulin anspricht, das den Blutzucker reguliert. Derzeit gibt es keine Heilung und die verfügbaren Behandlungen konzentrieren sich auf die Kontrolle der Symptome und des Blutzuckerspiegels. Einige Forschungsarbeiten deuten darauf hin, dass die Insulinresistenz durch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) verursacht werden könnte. ROS sind hochgradig instabile Moleküle auf Sauerstoffbasis, die hauptsächlich von den Mitochondrien produziert werden. Eine Klasse von Arzneimitteln (mitochondriale Entkoppler) könnte dazu beitragen, die ROS-Produktion an der Quelle zu hemmen, anstatt nur das zu bereinigen, was bereits entstanden ist, wie es bei herkömmlichen Behandlungen mit Antioxidantien der Fall ist. Ein weiterer hocheffizienter ROS-Fänger sind ultrakleine Platin-Nanopartikel, die jedoch aufgrund ihrer geringen Größe zu schnell von der Leber abgebaut werden. Durch die Kombination dieser beiden Strategien in einem Gesamtsystem könnte jedoch eine hochwirksame und langanhaltende Behandlungsplattform geschaffen werden.
Jingjing Yang, Shaochun Tang, Yujun Song und ihre Kollegen wollten ein solches System mit biologisch abbaubaren „Nanofängern“ entwickeln, die möglicherweise die Insulinempfindlichkeit wiederherstellen und Typ-2-Diabetes behandeln könnten.
Zur Herstellung der Nanofänger beschichtete das Team eine Schablone mit Platin-Nanopartikeln und einer Schicht aus Siliziumdioxid. Dann wurde die Schablone entfernt, um hohle Schalen zu bilden, die mit einem mitochondrialen Entkoppler beladen und mit einer Lipiddoppelschicht überzogen wurden. In Verbindung mit zwei ROS, Wasserstoffperoxid (H2O2) und Superoxid (O2-), reduzierte das System diese zu Wasser und molekularem Sauerstoff.
In Experimenten mit menschlichen Leberzellen mit induziertem Typ-2-Diabetes säuberten die Nanofänger die ROS und erhöhten die Glukoseaufnahme, was darauf hindeutet, dass die Insulinempfindlichkeit der Zellen wiederhergestellt wurde. Anschließend injizierten die Forscher die Nanofänger intravenös in ein diabetisches Mausmodell. Die Konstrukte wanderten zur Leber, verringerten die Fettmenge, stellten die normale Zellfunktion wieder her und brachten den Blutzuckerspiegel auf ein normales Niveau. Die Symptome der diabetischen Nephropathie wurden fast vollständig rückgängig gemacht. Die Mäuse zeigten keine Anzeichen von Gewichtsveränderungen oder Schäden an ihren Geweben oder Organen. Nach Ansicht der Forscher könnte diese Arbeit eine wirksame Strategie für die langfristige Behandlung von Diabetes und anderen Stoffwechselkrankheiten darstellen.
Dieser Artikel beruht auf einer Pressemitteilung der American Chemical Society. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
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