Fettleibigkeit / Gewichtsverlust

Micro-RNA blockiert die Wirkung von Insulin bei Adipositas

Max-Planck-Forscher haben einen neuen Mechanismus entdeckt, der zur Entstehung von Typ-2-Diabetes bei Adipositas führt. Das Körpergewicht beeinflusst das Risiko, an Diabetes zu erkranken: Zwischen 80 und 90 Prozent der Patienten mit Typ-2-Diabetes sind übergewichtig oder adipös. Laut Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für neurologische Forschung in Köln und des Kölner Exzellenzclusters für zelluläre Stressreaktionen bei alternsassoziierten Erkrankungen (CECAD) scheinen kurze Ribonukleinsäuremoleküle, so genannte Mikro-RNAs, eine wichtige Rolle in dieser Mechanismus.
Die Forscher entdeckten, dass die fettleibigen Mäuse erhöhte Spiegel des regulatorischen RNA-Moleküls miRNA-143 bilden. miRNA-143 hemmt die Insulin-stimulierte Aktivierung des Enzyms AKT. Ohne aktives AKT kann Insulin seine blutzuckersenkende Wirkung nicht entfalten und der Blutzuckerspiegel wird aus dem Gleichgewicht gebracht. Dieser neu entdeckte Mechanismus könnte der Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung von Diabetes sein.
Das Hormon Insulin spielt eine Schlüsselrolle bei der Regulierung des Blutzuckerspiegels. Wenn zu viel Glukose im Blut ist, öffnet Insulin die Glukosetransportkanäle in der Zellmembran von Muskeln und Fettzellen. Glukose gelangt dann in die Körperzellen und der Zuckergehalt des Blutes sinkt. Zusätzlich hemmt das Insulin die Produktion von neuem Zucker in der Leber. Typ-2-Diabetiker sind in der Lage, ausreichende Mengen Insulin zu produzieren; Ihre Zellen sind dagegen resistent - und das Hormon kann seine Aufgabe nicht erfüllen. Unbehandelt schädigt diese Krankheit die Blutgefäße aufgrund des erhöhten Blutzuckerspiegels, was zu einem Herzinfarkt oder Schlaganfall führen kann.
Die molekularen Vorgänge in den Körperzellen, die für den Zusammenhang zwischen Körpergewicht und Diabetes verantwortlich sind, sind weitgehend unbekannt. In allen Geweben, die auf Insulin reagieren, können jedoch Micro-RNAs gefunden werden. Die Kölner Wissenschaftler um Jens Brüning, Direktor am Max-Planck-Institut für neurologische Forschung und wissenschaftlicher Koordinator des Kölner Exzellenzclusters für zelluläre Stressreaktionen bei altersassoziierten Erkrankungen an der Universität zu Köln, gehen daher von diesen Mikro-RNAs aus Kann auch bei Typ-2-Diabetes eine Rolle spielen. Diese kurzen Ribonukleinsäuremoleküle können die Aktivität von Genen regulieren und somit die Proteinproduktion kontrollieren.
Die Kölner Forschergruppe hat nun einen neuen Mechanismus entdeckt, der zur Insulinresistenz der Zellen führt. Dementsprechend bilden fettleibige Mäuse überschüssige miRNA-143 in ihren Lebern. Dieses RNA-Molekül bringt Gene zum Schweigen, die für die Aktivierung des Enzyms AKT verantwortlich sind und hemmt daher die Aktivierung von AKT durch Insulin. "AKT ist wichtig für den Glukosetransport in der Zelle und für die Hemmung der Glukosesynthese in der Leber. Wenn das Enzym gehemmt wird, bleibt Insulin wirkungslos und der Blutzucker bleibt erhöht", erklärt Jens Brüning.
Für ihre Forschungsstudie verglichen die Forscher normalgewichtige Mäuse mit übergewichtigen Mäusen mit Typ-2-Diabetes. Sie fanden heraus, dass die erkrankten Tiere in ihrer Leber mehr als doppelt so viel miRNA-143 produzieren als die normalen. Darüber hinaus fanden die Forscher nur eine geringe Konzentration des Proteins ORP8 in den fettleibigen Mäusen, die große Mengen an miRNA-143 bildeten. ORP8 stimuliert Insulin, um AKT zu aktivieren und reduziert daher den Zuckergehalt des Blutes. Wenn ORP8 fehlt, kann Insulin nicht wirken und das AKT bleibt inaktiv.
Die Forscher wissen noch nicht, warum übergewichtige Mäuse mehr miRNA-143 bilden als ihre normalen Gegenstücke. "Wenn es gelingt, die Signalwege in der Zelle zu erklären, die zur Produktion von miRNA-143 führen, haben wir einen Ansatzpunkt für die Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung von Typ-2-Diabetes", erläutert Jens Brüning die Zukunft Forschungspläne.
Quellen: Max-Planck-Gesellschaft, AlphaGalileo-Stiftung.

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