Das Betazellenflüsterer-Gen

DRESDEN.  Forschende aus Dresden haben mit dänischen und finnischen Kolleg*innen ein Gen identifiziert, das die Kommunikation zwischen Betazellen ermöglicht und der Bauchspeichel­drüse hilft, durch Insulinausschüttung auf Glukose zu reagieren.

Um Insulin auf koordinierte Weise auszuschütten, kommunizieren die Betazellen miteinander. Ein internationales Forscherteam des Max-Planck-Instituts für molekulare Zellbiologie und Genetik (MPI-CBG) in Dresden, des Paul-Langerhans-Instituts Dresden (PLID) und der Universitäten Oulu (Finnland) und Kopenhagen (Dänemark) hat nun gezeigt, dass das Gen Wnt4 in den Betazellen dafür sorgt, dass diese Glukose erkennen und das Hormon Insulin freisetzen. Das ermöglicht anderen Zellen im Körper, Glukose zu speichern. Diese Erkenntnisse könnten dazu beitragen, in Zukunft Ersatz-Betazellen zu entwickeln.

Die Entdeckungsreise, welche Rolle Wnt4 bei der Entwicklung der Bauchspeicheldrüse spielt, begann in den 1990er-Jahren an der Harvard-Universität, als Anne Grapin-Botton, damals Postdoktorandin, mit Seppo Vainio, heute Leiter einer Forschungseinheit an der Universität Oulu, zusammenarbeitete. „Ich erinnere mich, dass wir damals bereits spekulierten, als ich an Wnt4 bei der Entwicklung der Niere forschte, dass dieses Signal auch bei der Entwicklung der Bauchspeicheldrüse eine Rolle spielen könnte“, sagt Seppo Vainio. Damals fehlten den Forschenden jedoch die entsprechenden Methoden. Mehr als 20 Jahre später wollte der Postdoktorand Keiichi Katsumoto im Labor von Anne Grapin-Botton herausfinden, welche Rolle das Gen Wnt4 bei der Entwicklung der Bauchspeicheldrüse spielt. Dies war nun möglich, weil inzwischen das Labor von Vainio in Oulu die Mausmodelle weiterentwickelt hatte. 

Faszinierende Kommunikation zwischen Betazellen
Keiichi Katsumoto beschreibt, was er beobachtete: „Wir fanden heraus, dass das Gen Wnt4 in Betazellen während der Zellreifung gebildet wird. Die Zellen, die Wnt4 zu bilden beginnen, hören auf, sich zu vermehren, und werden funktionsfähiger. Wir haben gesehen, dass die Betazelle bei weniger Wnt4 weniger Insulin ausschüttet. Das Team fand heraus, dass die Betazellen zwar in der Lage waren, Zucker im Blut zu erkennen, aber als Reaktion auf Glukose weniger Insulin ausschütteten.“

„Als wir beobachteten, dass Mäuse ohne das Gen Wnt4 an Diabetes erkrankten, wussten wir, dass wir etwas Wichtiges gefunden hatten, aber wir wussten nicht, wie es funktionierte“, sagt Anne Grapin-Botton. „Die Ergebnisse deuten auch darauf hin, dass der Anstieg von Wnt4 kurz nach der Geburt ermöglicht, dass Betazellen reifen“, sagt Katsumoto. „Unser nächster Schritt ist es, zu verstehen, warum Wnt4 während der Reifung der Zellen gebildet wird.“ Diese Ergebnisse könnten helfen, Ersatz-Betazellen zu entwickeln, denen Wnt4 zur Unterstützung der Reifung hinzugefügt wird.

MPI-CBG/Redaktion dz

Katsumoto K et al. Nat Commun 2022; 13: 6255; doi: 10.1038/s41467-022-33841-5