Gehirn könnte Ziel neuer Therapien für Typ-1-Diabetes sein

Vor mehr als einem Jahrzehnt entdeckten Forscher, dass eine akute Komplikation von Typ-1-Diabetes, die diabetische Ketoazidose (DKA), mit dem Hormon Leptin rückgängig gemacht werden kann, selbst wenn kein Insulin vorhanden ist.

Ein im Journal of Clinical Investigation veröffentlichter Artikel erklärt, wie Leptin das Gehirn beeinflusst und wie es in zukünftigen Therapieansätzen eingesetzt werden könnte.

Eine diabetische Ketoazidose (DKA) tritt auf, wenn der Körper kein Insulin mehr produzieren kann und beginnt, Fette zur Energiegewinnung abzubauen. Dies kann zu einer lebensbedrohlichen Ansammlung von Zucker (Glukose) und Ketoziden im Blut führen. Ärzte verabreichen traditionell Insulin zur Behandlung einer DKA, so die Autoren.

Doch es gibt nun Hinweise darauf, dass das Gehirn bei einem Insulinmangel eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung einer DKA spielt. Dies geht aus einer neuen Analyse hervor, die auf einer Literaturrecherche und seit 2011 bei UW Medicine durchgeführten Forschungsarbeiten basiert.

„Wenn die Bauchspeicheldrüse kein Insulin produzieren kann, erhält das Gehirn das Signal, dass dem Körper der Treibstoff ausgeht, auch wenn dies nicht der Fall ist. Diese Information wird teilweise durch einen niedrigen Spiegel des Hormons Leptin im Blut übermittelt“, sagte der leitende Autor Dr. Michael Schwartz, Professor für Medizin und Abteilung für Stoffwechsel, Endokrinologie und Ernährung an der University of Washington School of Medicine.

Leptin hilft dem Gehirn, Appetit und Körpergewicht zu regulieren. Das Hormon wird von Fettzellen produziert und gelangt über den Blutkreislauf zum Gehirn, insbesondere zum Hypothalamus, dem Bereich, der steuert, wann und wie viel gegessen wird. Bei einem Leptinmangel aktiviert das Gehirn Prozesse zur Mobilisierung von Energiereserven, darunter Glukose und Ketone.

Schwartz und sein Team entdeckten diesen Zusammenhang im Jahr 2011, als sie erstmals Ratten und Mäusen mit Typ-1-Diabetes Leptin direkt ins Gehirn injizierten. Zunächst passierte nichts. Doch nach vier Tagen stellten die Forscher zu ihrem Erstaunen fest, dass sich der Blutzucker- und Ketonspiegel der Tiere trotz ihres weiterhin schweren Insulinmangels vollständig normalisiert hatte.

„Das Erstaunlichste ist, dass der Zuckerspiegel nicht einfach sank, sondern stabil blieb“, erklärte er. „Wenn sie versuchten, ihn zu erhöhen, sank er wieder; wenn sie versuchten, ihn zu senken, stieg er wieder an.“

Solche Reaktionen deuteten darauf hin, dass das Gehirn auch ohne Insulin einen normalen Blutzuckerspiegel aufrechterhalten könne, bemerkte Schwartz.

Damals wusste die wissenschaftliche Gemeinschaft der Diabetesexperten nicht, was sie von dieser Entdeckung halten sollte.

„Wir verstehen jetzt ein Phänomen viel besser, das 2011 weitgehend ignoriert wurde“, sagte Schwartz.

Er plant, bei der FDA die Genehmigung für klinische Studien mit Leptin bei Menschen mit Typ-1-Diabetes zu beantragen, um zu testen, ob das Hormon den Blutzuckerspiegel der Patienten normalisieren kann.

Positive Ergebnisse könnten den Weg für auf das Gehirn ausgerichtete Medikamente gegen Typ-1-Diabetes ebnen.

„Dies ist eine der aufregendsten Entdeckungen meiner Karriere“, sagte Co-Autorin Dr. Irl Hirsch, Leiterin der Abteilung für Diabetesversorgung und -aufklärung bei UW Medicine und Professorin für Stoffwechsel, Endokrinologie und Ernährung an der University of Washington School of Medicine.

Die Kontrolle des Blutzuckerspiegels mit Leptin könnte den Patienten neue Behandlungsmöglichkeiten eröffnen, sagte Hirsch.

„Verstehen Sie mich nicht falsch: Die Entdeckung des Insulins vor 104 Jahren war eine der größten Entdeckungen des letzten Jahrhunderts“, fügte er hinzu, „aber dies ist der nächste Schritt. Es könnte der beste Weg sein.“

Schwartz betonte, dass die Insulinbehandlung eine erhebliche Belastung für die Patienten und ihre Familien darstelle.

„Wenn es möglich wäre, Typ-1-Diabetes ohne tägliche Insulininjektionen und ständige Blutzuckerüberwachung zu behandeln, würden die Patienten dies als große Errungenschaft betrachten“, sagte er.

Indem der Körper das Gehirn davon überzeugt, dass die Energiereserven nicht aufgebraucht sind, oder indem er bestimmte Neuronen abschaltet, die die Glukose- und Ketonproduktion auslösen, stoppt er die Reaktion, die zu schwerer Hyperglykämie und DKA führt.

„Dieses neue Konzept stellt die seit Jahrzehnten vorherrschende Ansicht in Frage, dass Insulinmangel die einzige Ursache für diabetische Ketoazidose sei“, sagte Schwartz.

„Es zeigt, dass das Gehirn eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von unkontrolliertem Diabetes spielt und der Schlüssel zu neuen Behandlungsmethoden sein könnte.“