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Verlust von Wachstumsregulator begünstigt Diabetes
Das Regulatorprotein mTOR ist ein zentraler molekularer Schalter, der das Zellwachstum kontrolliert. Seine Fehlfunktion begünstigt allerdings nicht nur, wie bisher angenommen, die Entstehung von Krebs, sondern auch die von Diabetes. In der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift «Cell Metabolism» berichten Mike Hall und sein Team vom Biozentrum der Universität Basel, wie genau ein ausgeschaltetes Regulatorprotein den Kohlenhydrat-Stoffwechsel beeinträchtigt und wie dies zu Diabetes führen kann.
Modell, wie der Proteinkomplex mTORC2 den Kohlenhydratstoffwechsel in der Leber reguliert.
Das Protein mTOR reguliert sowohl das zelluläre Wachstum als auch den Stoffwechsel und spielt somit eine zentrale Rolle bei der Entstehung zahlreicher Krankheiten. In der Zelle ist das Regulatorprotein Bestandteil zweier grosser Proteinkomplexe, mTORC1 und dem bislang wenig untersuchten mTORC2-Komplex. Nachdem die Wissenschaftler um Mike Hall vom Biozentrum der Universität Basel kürzlich aufgeklärt haben, wie der Komplex das Wachstum von Tumorzellen anregt, beleuchtet eine neue Studie derselben Gruppe die Rolle von mTORC2 im Kohlenhydrat-Stoffwechsel und bei der Entstehung von Diabetes.
Diabetes durch fehlendes mTORC2
Im gesunden Organismus reguliert Insulin den Blutzuckerspiegel und aktiviert den mTORC2-Signalweg. Bei Mäusen, denen die Forschenden das Gen für mTORC2 in der Leber inaktiviert hatten, waren bereits wenige Wochen nach ihrer Geburt erhöhte Blutzucker- und Insulinwerte messbar. Der Verlust des mTORC2-Regulators führte ausserdem zu einer Insulinresistenz: Die Leberzellen können das Nährstoffangebot im Körper nicht weiter erkennen und bilden trotz steigendem Blutzuckerspiegel laufend neue Kohlenhydrate.
Die Wissenschaftler konnten auch zeigen, wie sich die anfänglich auf die Leber beschränkte Insulinresistenz mit zunehmendem Alter der Tiere auf den ganzen Körper ausbreitete. Die Mäuse entwickelten dabei die typischen Symptome des Typ II Diabetes. Dazu die Zellbiologin Dr. Marion Cornu: „Wir waren überrascht, dass das spezifische Abschalten von mTORC2 nicht nur den Kohlenhydrat-Stoffwechsel der Leber, sondern des gesamten Organismus aus dem Gleichgewicht bringt.“
Krebstherapie mit Nebenwirkungen
Die heute gegen Tumorwachstum klinisch eingesetzten mTOR-Inhibitoren hemmen zumeist beide Proteinkomplexe. Durch den Einsatz neuer spezifischer mTORC2-Inhibitoren erhoffen sich Mediziner, Tumorzellen am unkontrollierten Wachstum zu hindern ohne gesunde Zellen zu beeinträchtigen. Die neuen Ergebnisse von Hall und seinem Team belegen, dass bei solchen Krebstherapien mit einer möglichen Entstehung von Diabetes als Nebenwirkung zu rechnen ist.
Originalartikel:
Hagiwara A, Cornu M, Cybulski N, Polak P, Betz C, Trapani F, Terracciano L, Heim MH, Rüegg MA, Hall MN (2012). Hepatic mTORC2 Activates Glycolysis and Lipogenesis through Akt, Glucokinase, and SREBP1c. Cell Metabolism 15(5), 725-738.
Kontakt: Kommunikation, Katrin Bühler