Mithilfe modernster DNA-Sequenzierung und einem fortschrittlichen Stammzellenforschungsmodell hat eine internationale Gruppe von Wissenschaftlern eine bisher unbekannte Form von Diabetes identifiziert, die Babys betrifft. Die Entdeckung wirft ein neues Licht darauf, wie insulinproduzierende Zellen schon früh im Leben versagen können. Die Forschung wurde von der Medizinischen Fakultät der Universität Exeter in Zusammenarbeit mit der Université Libre de Bruxelles (ULB) in Belgien und anderen internationalen Partnern durchgeführt. Gemeinsam stellte das Team fest, dass Mutationen in einem Gen namens TMEM167A für diese seltene Form des neonatalen Diabetes verantwortlich sind.
Genetische Hinweise auf früh auftretenden Diabetes
Einige Säuglinge entwickeln innerhalb der ersten sechs Lebensmonate Diabetes. Diese Form wird neonataler Diabetes genannt und unterscheidet sich grundlegend vom bekannten Typ-1- oder Typ-2-Diabetes. Neonataler Diabetes ist sehr selten, aber medizinisch besonders bedeutsam, weil er in den meisten Fällen eine genetische Ursache hat. Tatsächlich zeigen Studien, dass über 85 % der Diabetesfälle, die vor dem 6. Lebensmonat auftreten, durch vererbte oder neu entstandene Veränderungen in der DNA verursacht werden. Das bedeutet: Das Immunsystem greift hier in der Regel nicht die insulinproduzierenden Zellen an, wie es beim klassischen Typ-1-Diabetes der Fall ist. Stattdessen liegt ein Defekt in der Entwicklung oder Funktion der insulinproduzierenden Betazellen der Bauchspeicheldrüse vor.
In der neuen Studie untersuchten die Forscher sechs Kinder, die nicht nur an Diabetes litten, sondern auch neurologische Erkrankungen wie Epilepsie und Mikrozephalie aufwiesen. Mikrozephalie ist eine neurologische Entwicklungsstörung, bei der der Kopfumfang eines Kindes deutlich kleiner ist als alters- und geschlechtsentsprechend erwartet. Sie ist kein eigenständiges Krankheitsbild, sondern ein klinisches Zeichen, das auf eine gestörte Entwicklung des Gehirns hinweist. Das Team stellte fest, dass alle sechs Kinder Mutationen im gleichen Gen, TMEM167A, aufwiesen. Dies deutete auf eine einzige genetische Ursache sowohl für die metabolischen als auch für die neurologischen Symptome hin.
Die Rolle eines wenig bekannten Gens verstehen
Um besser zu verstehen, wie dieses Gen den Körper beeinflusst, verwendete das Team von Professor Miriam Cnop an der ULB Stammzellen, die in Betazellen der Bauchspeicheldrüse umgewandelt wurden, also in die Zellen, die für die Insulinproduktion verantwortlich sind. Außerdem wandten sie Gen-Editierungstechniken (CRISPR) an, um das TMEM167A-Gen zu verändern. Die Experimente zeigten, dass bei einer Schädigung von TMEM167A die insulinproduzierenden Zellen ihre normale Funktionsfähigkeit verlieren. Wenn sich Stress in den Zellen aufbaut, aktivieren sie interne Stressreaktionen, die letztendlich zum Zelltod führen.
Dr. Elisa de Franco von der Universität Exeter erklärte die Bedeutung der Ergebnisse: „Die Entdeckung der DNA-Veränderungen, die bei Babys Diabetes verursachen, bietet uns eine einzigartige Möglichkeit, die Gene zu finden, die eine Schlüsselrolle bei der Produktion und Ausschüttung von Insulin spielen. In dieser gemeinsamen Studie führte die Entdeckung spezifischer DNA-Veränderungen, die diese seltene Form von Diabetes bei sechs Kindern verursachen, dazu, dass wir die Funktion eines wenig bekannten Gens, TMEM167A, aufklären konnten und zeigen konnten, wie es eine Schlüsselrolle bei der Insulinausschüttung spielt.“
Professor Cnop betonte die weitreichende Bedeutung der Forschung und erklärte: „Die Möglichkeit, aus Stammzellen insulinproduzierende Zellen zu erzeugen, hat es uns ermöglicht, zu untersuchen, welche Funktionsstörungen in den Betazellen von Patienten mit seltenen Formen sowie anderen Arten von Diabetes vorliegen. Dies ist ein außergewöhnliches Modell für die Erforschung von Krankheitsmechanismen und die Erprobung von Behandlungsmethoden.“
Warum kann TMEM167A Diabetes verursachen?
TMEM167A ist entscheidend für die Funktion des Golgi-Apparats, also für die korrekte Verarbeitung, Verpackung und den Transport von Proteinen innerhalb der Zelle. Das ist besonders wichtig für:
- pankreatische Betazellen, die Insulin produzieren
- Neuronen, die einen sehr hohen Proteinumsatz haben
Bei pathogenen TMEM167A-Mutationen kommt es zu:
- gestörter Golgi-Organisation
- fehlerhaftem vesikulären Transport
- unzureichender Verarbeitung und Ausschleusung von Insulin
Das Insulin kann entweder nicht richtig gebildet oder nicht korrekt ausgeschüttet werden, obwohl die Betazellen teilweise vorhanden sind.
Warum diese Entdeckung über seltene Krankheiten hinaus von Bedeutung ist
Die Ergebnisse zeigen, dass das TMEM167A-Gen nicht nur für insulinproduzierende Betazellen, sondern auch für Neuronen von entscheidender Bedeutung ist. Gleichzeitig scheint das Gen für viele andere Zelltypen weniger wichtig zu sein. Diese Erkenntnis trägt dazu bei, die biologischen Schritte zu klären, die an der Insulinproduktion und dem Überleben der Zellen beteiligt sind. Die Forscher sagen, dass die Arbeit auch für Studien zu häufigeren Formen von Diabetes von Bedeutung sein könnte, einer Erkrankung, von der derzeit weltweit fast 589 Millionen Menschen betroffen sind. Die Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven für therapeutische Ansätze, die nicht allein auf Blutzuckerregulation abzielen, sondern auf den Schutz der zellulären Transport- und Sekretionssysteme der Betazellen.
Langfristig könnten solche Erkenntnisse dazu beitragen, Strategien zu entwickeln, die die Funktionsfähigkeit insulinproduzierender Zellen länger erhalten und so das Fortschreiten von Diabetes verlangsamen oder verhindern. Zusammengefasst zeigt die Forschung zu TMEM167A, dass die Anfälligkeit von Betazellen und Neuronen auf tief verankerte zellbiologische Mechanismen zurückgeht. Sie macht deutlich, dass Diabetes – selbst in seinen häufigen Formen – nicht nur eine Stoffwechselerkrankung ist, sondern auch eine Erkrankung der zellulären Organisation und Belastbarkeit, deren Verständnis neue Wege für Prävention und Therapie eröffnen kann.
