Immunologie: Böser Bube Insulin
Täglich mehrere Spritzen und eine strenge Kontrolle des Blutzuckerspiegels sind für Diabetiker der Alltag, da ihnen eine Autoimmunreaktion die Insulin produzierenden Zellen zerstört. Was dabei die Irrungen des Immunsystems auslöst, bereitet den Wissenschaftlern seit langem Kopfzerbrechen. Schwer im Verdacht steht das Insulin selbst.
Der Mensch ist umgeben von finsteren Gestalten: Allerorten lauern sie, die Bakterien, Viren und Pilze, die nichts anderes im Sinn haben, als einen Weg in den menschlichen Körper zu finden, um sich dort breit zu machen. Zum Glück kann der Mensch auf sein Immunsystem vertrauen. Permanent patroullieren Immunzellen durch den Körper, die Eindringlinge aufspüren und kurzerhand vernichten.
Gelegentlich treten jedoch Fehler im System auf. Dann sind die Verteidigungszellen auf einmal blind gegenüber den Zeichen des Körpers, die ihnen signalisieren: "Verschont mich! Ich gehöre zu euch!" Dem Schutztrupp fallen plötzlich körpereigene Zellen zum Opfer.
So zerstören beim Diabetes Typ I bestimmte Immunzellen, die T-Lymphozyten, nach und nach die Insulin produzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die Langerhans-Inseln. Sind sie gänzlich vernichtet, stellt der Körper kein Blutzucker regulierendes Hormon mehr her, und der Blutzuckerhaushalt des Patienten bricht zusammen: Die Zuckermenge im Blut steigt stark an, mit dem Harn wird Zucker ausgeschieden, die Urinmenge ist enorm erhöht, und der Patient nimmt trotz normaler Nahrungsaufnahme ab und fühlt sich matt. Die Zuckerkrankheit lässt sich mit Insulininjektionen behandeln, die Zerstörung der Inselzellen kann aber nicht rückgängig gemacht werden.
Was beim Diabetes passiert, ist heute gut bekannt – unklar bleibt aber, wie es überhaupt zu den pathologischen Vorgängen kommt. Eine genetische Disposition und Umweltfaktoren begünstigen die Entstehung der Krankheit. Die letztendlich auslösenden Momente für den immunologischen Angriff gegen körpereigene Zellen sind aber noch rätselhaft. Es werden zwar verschiedene Faktoren diskutiert, doch keiner von ihnen konnte bisher als entscheidende Ursache dingfest gemacht werden.
Zwei Arbeitsgruppen überprüften jetzt unabhängig voneinander, welche Rolle das Insulin selbst dem Autoimmunangriff spielt. Dieses Hormon steht schon längere Zeit im Verdacht, bei der Entstehung von Diabetes mitzumischen. So erkennen Lymphozyten aus diabetischen Mäusen (NOD-Mäuse) bestimmte Sequenzen des Insulinmoleküls.
Zudem treiben sowohl in zuckerkranken Mäusen als auch in Diabetes-Patienten im Blutstrom Antikörper gegen Insulin – und das schon lange bevor die ersten Krankheitssymptome auftreten. Offenbar ist also das Immunsystem der Kranken gegenüber dem Hormon sensibilisiert.
Das Team um Maki Nakayama von der Universität von Colorado wollte nun herausfinden, ob der immunologische Angriff gegen die Langerhanszellen ausbleibt, wenn überhaupt kein Insulin vorhanden ist, welches das Immunsystem aktivieren könnte [1].
Dafür schufen sich die Forscher mit Hilfe genetischer Tricks NOD-Mäuse, denen das natürliche Insulin mit den immunogenen Sequenzen fehlte. Stattdessen produzierten die Nager ein Hormon, das seine Blutzucker regulierende Funktion erfüllt, aber nicht von den Lymphozyten erkannt wird.
Die manipulierten Mäuse bildeten – anders als ihre unbehandelten NOD-Artgenossen – keine Antikörper gegen Insulin, und sie entwickelten auch keinen Diabetes. Offensichtlich ist die immunogene Sequenz des Insulins notwendig für die Entwicklung von Diabetes.
Einen ganz anderen Weg, der Frage nach der Entstehung des Diabetes nachzugehen, wählte die Arbeitsgruppe um Sally Kent von der Harvard Medical School [2]. Die Wissenschaftler isolierten Lymphozyten aus den Lymphknoten der Bauchspeicheldrüse von Diabetes-Patienten sowie von gesunden Personen. Diese Zellen vermehrten sie und überprüften dann, gegen welche Proteine die Immunzellen scharf waren.
Rund die Hälfte der untersuchten Zellen aus den Patienten reagierte gegen einen bestimmten Bereich des Insulins. Bei den Gesunden hingegen fehlte diese Spezialisierung der Immunzellen gegen diesen Insulinabschnitt. Das Blutzucker regulierende Hormon ist demnach ein wichtiges Stimulans der Autoimmunreaktion.
Die beiden Teams kamen also unabhängig voneinander und mit unterschiedlichen Strategien zum selben Schluss: Das Insulin selbst tritt den immunologischen Angriff gegen die Langerhanszellen los. Beide Arbeitsgruppen halten es aber auch für möglich, dass im weiteren Verlauf noch andere Faktoren eine Rolle spielen.
Gelegentlich treten jedoch Fehler im System auf. Dann sind die Verteidigungszellen auf einmal blind gegenüber den Zeichen des Körpers, die ihnen signalisieren: "Verschont mich! Ich gehöre zu euch!" Dem Schutztrupp fallen plötzlich körpereigene Zellen zum Opfer.
So zerstören beim Diabetes Typ I bestimmte Immunzellen, die T-Lymphozyten, nach und nach die Insulin produzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse, die Langerhans-Inseln. Sind sie gänzlich vernichtet, stellt der Körper kein Blutzucker regulierendes Hormon mehr her, und der Blutzuckerhaushalt des Patienten bricht zusammen: Die Zuckermenge im Blut steigt stark an, mit dem Harn wird Zucker ausgeschieden, die Urinmenge ist enorm erhöht, und der Patient nimmt trotz normaler Nahrungsaufnahme ab und fühlt sich matt. Die Zuckerkrankheit lässt sich mit Insulininjektionen behandeln, die Zerstörung der Inselzellen kann aber nicht rückgängig gemacht werden.
Was beim Diabetes passiert, ist heute gut bekannt – unklar bleibt aber, wie es überhaupt zu den pathologischen Vorgängen kommt. Eine genetische Disposition und Umweltfaktoren begünstigen die Entstehung der Krankheit. Die letztendlich auslösenden Momente für den immunologischen Angriff gegen körpereigene Zellen sind aber noch rätselhaft. Es werden zwar verschiedene Faktoren diskutiert, doch keiner von ihnen konnte bisher als entscheidende Ursache dingfest gemacht werden.
Zwei Arbeitsgruppen überprüften jetzt unabhängig voneinander, welche Rolle das Insulin selbst dem Autoimmunangriff spielt. Dieses Hormon steht schon längere Zeit im Verdacht, bei der Entstehung von Diabetes mitzumischen. So erkennen Lymphozyten aus diabetischen Mäusen (NOD-Mäuse) bestimmte Sequenzen des Insulinmoleküls.
Zudem treiben sowohl in zuckerkranken Mäusen als auch in Diabetes-Patienten im Blutstrom Antikörper gegen Insulin – und das schon lange bevor die ersten Krankheitssymptome auftreten. Offenbar ist also das Immunsystem der Kranken gegenüber dem Hormon sensibilisiert.
Das Team um Maki Nakayama von der Universität von Colorado wollte nun herausfinden, ob der immunologische Angriff gegen die Langerhanszellen ausbleibt, wenn überhaupt kein Insulin vorhanden ist, welches das Immunsystem aktivieren könnte [1].
Dafür schufen sich die Forscher mit Hilfe genetischer Tricks NOD-Mäuse, denen das natürliche Insulin mit den immunogenen Sequenzen fehlte. Stattdessen produzierten die Nager ein Hormon, das seine Blutzucker regulierende Funktion erfüllt, aber nicht von den Lymphozyten erkannt wird.
Die manipulierten Mäuse bildeten – anders als ihre unbehandelten NOD-Artgenossen – keine Antikörper gegen Insulin, und sie entwickelten auch keinen Diabetes. Offensichtlich ist die immunogene Sequenz des Insulins notwendig für die Entwicklung von Diabetes.
Einen ganz anderen Weg, der Frage nach der Entstehung des Diabetes nachzugehen, wählte die Arbeitsgruppe um Sally Kent von der Harvard Medical School [2]. Die Wissenschaftler isolierten Lymphozyten aus den Lymphknoten der Bauchspeicheldrüse von Diabetes-Patienten sowie von gesunden Personen. Diese Zellen vermehrten sie und überprüften dann, gegen welche Proteine die Immunzellen scharf waren.
Rund die Hälfte der untersuchten Zellen aus den Patienten reagierte gegen einen bestimmten Bereich des Insulins. Bei den Gesunden hingegen fehlte diese Spezialisierung der Immunzellen gegen diesen Insulinabschnitt. Das Blutzucker regulierende Hormon ist demnach ein wichtiges Stimulans der Autoimmunreaktion.
Die beiden Teams kamen also unabhängig voneinander und mit unterschiedlichen Strategien zum selben Schluss: Das Insulin selbst tritt den immunologischen Angriff gegen die Langerhanszellen los. Beide Arbeitsgruppen halten es aber auch für möglich, dass im weiteren Verlauf noch andere Faktoren eine Rolle spielen.
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