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Inselzellforschung

Inselzellforschung und -Transplantation (Kooperation mit PLID und CRTD)

Leitung: Prof. Dr. med. Thilo Welsch

Mitarbeiter:

Die Forschungsprojekte im Bereich der Inselzellforschung sind Kollaborationen mit dem Paul Langerhans Institut Dresden (Prof. M. Solimena) sowie des CRTD (Center for Regenerative Therapies Dresden). 

  • Biobank zur Erforschung der pathophysiologischen Rolle der Langerhans-Inseln beim Typ-2-Diabetes 

Die limitierte Verfügbarkeit von Pankreasgewebe in Kombination mit standardisiert erhobenen Daten zur Blutzucker-Homöostase erschwert die Erforschung der pathologischen Veränderung menschlicher Langerhans-Inseln beim Typ-2-Diabetes. Die präoperative Charakterisierung des Blutzuckerhaushaltes von Menschen, die eine geplante Pankreasresektion erhalten sollen, stellt eine vielversprechende Möglichkeit dar, klinische Daten mit entsprechenden Untersuchungen an Pankreasgewebe zu kombinieren. 

Ziel des Projektes ist deshalb die Etablierung einer integrativen humanen Biobank. Eingeschlossen werden alle Patienten, die zur Pankreasresektion in der Universitätsklinik Dresden geplant sind. Neben möglichst detaillierten klinischen Angaben zum Diabetes und Messungen der oralen Glukosetoleranz sollen Proben aus Blut, gesundem und tumorösem Pankreasgewebe, sowie aus Langerhans-Inseln gesammelt werden. Diese Proben werden verschiedenen Fragestellungen entsprechend aufgearbeitet. Unter anderem ist ein Protokoll zur mRNA-Isolation nach Laser-capture-microdissection von Langerhans-Inseln, Tumorzellen, Tumorstroma und gesundem Pankreasgewebe etabliert.

  • Glukagonämie in Insulin-defizienten ICA512-/- Mäusen und Einfluss der Alphazellmasse auf Glukagonämie/Glukoneogenese nach Inseltransplantation

Eine gesteigerte Glukoneogenese hat einen entscheidenden Anteil an der hyperglykämen Stoffwechsellage beim Typ-1 Diabetes. Ursächlich ist unter anderem die fehlende Hemmung der Glukagonsekretion durch Insulin auf parakriner Ebene. Eine Beeinflussung der Glukagonämie wäre somit ein therapeutischer Ansatz für den Typ-1-Diabetes. Eine Verringerung der Glukagonsekretion (durch ein Knockout von ICA512) soll in diesem Projekt näher beleuchtet werden. Zusätzlich soll die Funktion und- masse der nativen Alphazellen nach Inseltransplantation untersucht und deren Einfluss auf die Glukoneogenese ermittelt werden. 

Der Einfluss von Leptin und Metformin auf die Apoptose und Proliferation von ß- Zellen nach Inselzelltransplantation in C57BL/6-Mäusen.

Leptin und Metformin sind Inhibitoren der Glukoneogenese. Diese Studie soll den Einfluss beider Therapeutika auf die Stoffwechsellage nach marginaler Inselzelltransplantation untersuchen. Darüber hinaus soll eine Evaluation eventueller antiapoptotischer bzw. proproliferativer Eigenschaften evaluiert werden. 

  • Die Rolle von MicroRNAs in der Regeneration transplantierter Langerhans’scher Inselns 

MicroRNAs sind kurze, nicht kodierende RNA-Moleküle, welche eine wichtige Rolle im komplexen Netzwerk der Genregulierung spielen, insbesondere im sog. “Gene Silencing” durch Regulation der posttranskriptionalen Genexpression.  So konnte gezeigt werden, dass verschiedene MicroRNAs eine Rolle in Proliferation und Differenzierung verschiedener Zelltypen spielen. Bisher existieren wenige Daten zu spezifischen MicroRNAs, die eine Rolle in der Proliferation von endokrinen Zellen des Pankreas spielen. In den letzten Jahren konnte ein Mausmodell entwickelt werden, in dem die Regeneration Langerhans’scher Inseln durch partielle Pankreatektomie angeregt wird. Die differentielle Analyse exprimierter MicroRNAs konnte zeigen, dass in regenerierenden Langerhans’scher Inseln speziell zwei MicroRNAs überexprimiert sind. Knockout-Mäuse dieser MicroRNA zeigten eine schlechtere Glukosetoleranz und reduzierte Regeneration nach partieller Pankreatektomie. Umgekehrt kann eine therapeutische Beeinflussung der MicroRNA mit Überexpression potentiell die Beta-Zell-Maße vor Inseltransplantation vergrößern und damit zu einem besseren Outcome der klinischen Inseltransplantation führen. Hierfür haben wir einen viralen Vector entwickelt, der zur Überexpression in vivo führen und damit die Regeneration erhöhen soll.

Aktuelle Publikationen

Impaired insulin turnover in islets from type 2 diabetic patients.

Ehehalt F, Knoch K, Erdmann K, Krautz C, Jäger M, Steffen A, Wegbrod C, Meisterfeld R, Kersting S, Bergert H, Kuhlisch E, Bornstein S, Bonifacio E, Saeger HD, Solimena M.

Islets. 2010 Jan-Feb;2(1):30-6

Effects of immunosuppression on alpha and beta cell renewal in transplanted mouse islets.

Krautz C, Wolk S, Steffen A, Knoch KP, Ceglarek U, Thiery J, Bornstein S, Saeger HD, Solimena M, Kersting S.

Diabetologia. 2013 Jul;56(7):1596-604. doi: 10.1007/s00125-013-2895-z. Epub 2013 Mar 27. PMID: 23532258

ICA512 signaling enhances pancreatic beta-cell proliferation by regulating cyclins D through STATs.

Mziaut H, Kersting S, Knoch KP, Fan WH, Trajkovski M, Erdmann K, Bergert H, Ehehalt F, Saeger HD, Solimena M.

Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Jan 15;105(2):674-9. doi: 10.1073/pnas.0710931105. Epub 2008 Jan 4. PMID: 18178618