Durchbruch in der Diabetesbehandlung: Verständnis des Mechanismus der Glukoseregulation

Eines der schwierigen Probleme für Patienten mit Typ-2-Diabetes ist ein hoher Nüchternblutzuckerspiegel. Dies liegt daran, dass bei Patienten mit Insulinresistenz der Prozess der Glukoseproduktion in der Leber ausgelöst wird, dessen Mechanismus von der wissenschaftlichen Gemeinschaft noch nicht vollständig verstanden wird. In einem Übersichtsartikel, der in der Zeitschrift Trends in Endocrinology & Metabolism präsentiert die bedeutendsten Fortschritte im Verständnis dieses Mechanismus und identifiziert neue Ziele für die Entwicklung von Medikamenten 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 Vázquez-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 Center for Diabetes and Associated Metabolic Diseases (CIBERDEM) geleitet. Zu den Studienteilnehmern gehörten auch die Experten Emma Barroso, Javier Jurado-Aguilar und Xavier Palomer (UB-IBUB-IRJSJD-CIBERDEM) sowie Professor Walter Wachli von der Universität Lausanne (Schweiz).

Therapeutische Ziele im Kampf gegen die Krankheit

Typ-2-Diabetes ist eine immer häufiger auftretende chronische Erkrankung, bei der der zirkulierende Glukosespiegel aufgrund der unzureichenden Reaktion des Körpers auf Insulin erhöht ist. Sie kann schwere Organschäden verursachen und wird bei einem erheblichen Prozentsatz der betroffenen Bevölkerung schätzungsweise nicht diagnostiziert.

Bei Patienten ist der Weg zur Glukosesynthese in der Leber (Glukoneogenese) überaktiviert, was mit Medikamenten wie Metformin kontrolliert werden kann. „Vor Kurzem wurden neue Faktoren identifiziert, die an der Kontrolle der hepatischen Gluconeogenese beteiligt sind. Unsere Studie hat beispielsweise gezeigt, dass der Wachstums- und Differenzierungsfaktor (GDF15) die Menge der an der hepatischen Gluconeogenese beteiligten Proteine senkt“, sagt Professor Manuel Vázquez-Carrera.

Um den Kampf gegen diese Krankheit voranzutreiben, ist es auch notwendig, Signalwege wie TGF-β zu untersuchen, das an der Entwicklung der Stoffwechselstörung im Zusammenhang mit einer Fettlebererkrankung (MASLD) beteiligt ist, die häufig zusammen mit Typ-2-Diabetes auftritt. „TGF-β spielt eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Leberfibrose und ist einer der wichtigsten Faktoren, die zu einer erhöhten hepatischen Gluconeogenese und in der Folge zu Typ-2-Diabetes beitragen“, betont Vazquez-Carrera.

Metformin: die Geheimnisse des am häufigsten eingesetzten Medikaments

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

„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 erforderlich sind“, bemerkt Vasquez-Carrera.

Nächste Schritte

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