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Ein viel versprechendes biotechnologisches Verfahren zur Behandlung von Diabetes

Unter Diabetes mellitus versteht man eine Gruppe von Krankheiten, die durch einen hohen Glucosespiegel im Blut auf Grund von Fehlfunktionen der Insulinsekretion, der Insulinwirkung oder beider Mechanismen gekennzeichnet sind. Insbesondere beim nicht insulinabhängigen Diabetes mellitus (Non Insulin-Dependent Diabetes Mellitus, NIDDM), bilden die Muskeln das Gewebe, in dem Glucose hauptsächlich abgebaut wird. Dieses Verfahren basiert auf dem Bioengineering von Muskelfasern mit Hilfe von Adenoviren zur Bekämpfung eines unzureichenden Glucoseabbaus bei Diabetes.

Gesundheit

Hyperglykämie wird hauptsächlich verursacht durch die Unfähigkeit von Geweben, hohe Glucosespiegel im Blut abzubauen. Die Freisetzung von Glucose erfolgt durch die Insulinregulation, da das Insulin den Glucoseverbrauch in Peripheriegeweben wie etwa adipösen Geweben und Muskelgeweben stimuliert. Skelettmuskeln, die massiv sind und Energie benötigen, eignen sich ideal zur Aufnahme von Glucose. Körperliche Belastungen, Hypoxie oder Adrenalinausschüttungen sind weitere Faktoren, die eine Aufnahme von Glucose über Muskeln anregen; diese erhöhen jedoch die basale und die durch Insulin stimulierte Glucoseaufnahme - selbst bei Diabetespatienten - nach einem unbestimmten Mechanismus. Bei diesem Verfahren wurde die Technologie zur gentechnischen Adenovirus-Herstellung zur Optimierung des Muskel-Glucosestoffwechsels modifiziert. Dabei entstand speziell ein neues Verfahren zur Erhöhung des Glucoseabbaus in vitro und in vivo, indem die Fähigkeit von Muskelfasern zum Aufnehmen und Umwandeln von Glucose durch Gene zur Kodierung von Enzymen für den Glucosestoffwechsel - namentlich Glycogenphosphorylase und Synthesen - erhöht wurde. Diese Gentherapie führte zu einem nachhaltigen Aufnehmen und Umwandeln von Glucose durch Muskeln, einem erhöhten Glucoseabbau und Insulinempfindlichkeit in Versuchsreihen mit normalem und Typ-2-Diabetes. Sie kann folglich auch zur Bekämpfung einer Insulinresistenz angewandt werden. Diese ist in erster Linie für die Verschlechterung von durch Insulin stimulierter Muskelaktivität verantwortlich, die zur Entwicklung von Hyperglykämie und zum Verlust der Funktionsfähigkeit von Betazellen führt. Im pharmakologischen Vergleich mit anderen Behandlungsmethoden ist diese Therapie nachhaltiger und hat keinerlei Nebenwirkungen. Durch Injektion von Adenoviren, die dieses Gen tragen, in die Hinterbeinmuskeln von Nagetiermodellen für NIDDM führte der In-vivo-Test des Transfers des Glucokinase-Gens zu einer Transfektion, die sich auf die Muskeln des Beins, an der die Injektion erfolgte, sowie die Bauchmuskulatur beschränkte. Die Verabreichung von Glycogenenzymen regte die Glucoseaufnahme des Muskelgewebes an, senkte die Glucosespiegel im Blut und optimierte so die gesamte Glucosetoleranz des Körpers unter hyperinsulinemischen Bedingungen. Es trat keine basale Glucosemodifikation auf. Das Verfahren ist für fettleibige Subjekte noch unzureichend. Zahlreiche Unternehmen, die sich mit Stoffwechselerkrankungen beschäftigen, können diese Gentransfer-Plattformtechnologie nutzen, die einander ergänzende Forschungsergebnisse auf den Gebieten des Stoffwechsel-Engineerings und der Adenovirus-Technologie mit In-vivo-Studien zum Glucoseabbau zusammenführt. Da auch die physiologische Reaktion auf die Transfektion von Genen untersucht wurde, kann das Verfahren bei der Erforschung von Genen mit bislang unbekannter Funktion von Nutzen sein. Am wichtigsten ist jedoch, dass das Verfahren den Mechanismus für die Steigerung des Glucosetransports in den Muskel und die dortige Umsetzung aufgezeigt hat und zur Erarbeitung künftiger Strategien für die Gentherapie von Diabetes genutzt werden könnte.

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