Neuherberg, 15. März 2016. Ein Team aus Wissenschaftlern am Helmholtz Zentrum München konnte in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München und dem Deutschen Zentrum für Diabetesforschung (DZD) im präklinischen Modell zeigen, dass bestimmte Varianten von Insulin-Bausteinen zu einer Immuntoleranz führen. Die in "Nature Communications" veröffentlichten Ergebnisse sind möglicherweise der Schritt zu einer verbesserten Prävention von Typ-1-Diabetes. Ein Video-Interview mit den Autoren finden sie hier:
https://vimeo.com/158607336

Typ-1-Diabetes ist mit bundesweit 30.000 Betroffenen die häufigste Stoffwechselkrankheit bei Kindern und Jugendlichen. Um die immer weiter steigenden Zahlen aufzuhalten, forscht die Nachwuchsgruppe "Immunological Tolerance in Type 1 Diabetes" am Institut für Diabetesforschung von Direktorin Prof. Dr. Anette-Gabriele Ziegler an neuen Möglichkeiten, den Ausbruch im Vorfeld zu verhindern.

In der aktuellen Studie untersuchten die Wissenschaftler die Wirkung spezieller Varianten von Insulin-Teilstücken auf das Immunsystem.* "Konkret wollten wir herausfinden, ob wir die schützenden regulatorischen T-Zellen dazu bringen können, eine Toleranz des Körpers gegenüber Insulin zu erzeugen, wenn wir sie mit unseren neuartigen Peptiden in Kontakt bringen", erklärt Gruppen- und Studienleiterin Dr. Carolin Daniel.

Optimierte Bausteine bremsen das Immunsystem

Die Studie basiert auf den Ergebnissen, die Daniel bereits vor einigen Jahren am Dana Farber Cancer Institute und der Harvard Medical School im US-amerikanischen Boston erarbeitet hatte. Dort konnte sie zeigen, dass die von ihr optimierten Insulin-Bausteine (Mimetope) deutlich effizienter in der Lage sind, eine Toleranz durch regulatorische T-Zellen gegenüber Insulin auszulösen, als ihre natürlichen Gegenstücke (Epitope). Bei jungen Mäusen führte die Gabe von Insulin-Mimetopen in niedriger Dosierung dazu, dass die Entwicklung von Typ-1-Diabetes komplett verhindert werden konnte.

In der nun veröffentlichten Studie wurde der nächste Schritt gemacht: In einem sogenannten humanisierten Mausmodell, dessen Immunsystem dem des Menschen sehr ähnlich ist, konnten die Wissenschaftler die Ergebnisse bestätigen**. Ein wichtiger Hinweis für die Wirksamkeit der optimierten humanen Insulin-Bausteine.

"In der Tat konnten wir zeigen, dass der neue Impfstoff effizient die regulatorischen T-Zellen stimuliert, die den Angriff des Immunsystems auf die Insulin produzierenden Zellen bremsen", so Erstautorin Isabelle Serr, die im Rahmen ihrer Doktorarbeit an der Studie beteiligt war.

Auf lange Sicht wollen Daniel und ihre Gruppe die Methode für die präventive Behandlung von Kindern mit hohem Risiko für Typ-1-Diabetes weiterentwickeln. "Ein wichtiger Schritt wird sein, die neue Therapie klinisch zu testen, das ist unsere Vision", so Daniel mit Blick auf die Zukunft.

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Hintergrund

* Bei Typ-1-Diabetes gehen Insulin-produzierende Zellen in den Langerhans-Inseln der Bauchspeicheldrüse zu Grunde, da das körpereigene Immunsystem sie angreift und zerstört (Bildung von Inselautoantikörpern gegen Strukturen der Betazellen). Dadurch kann die Bauchspeicheldrüse den Körper nicht mehr ausreichend mit Insulin versorgen. Hat die Zerstörung der Betazellen ein bestimmtes Maß überschritten, bricht die Erkrankung aus und aufgrund des Insulinmangels steigen die Blutzuckerwerte.Quelle:
www.Diabetesinformationsdienst-Muenchen.de

** Die Erforschung komplexer biologischer Prozesse erfordert die Durchführung von in vivo Untersuchungen. Hierbei stellt die Maus ein bevorzugtes Versuchsmodell dar. Leider ist die Übertragbarkeit solcher Versuche auf den menschlichen Organismus nicht immer gegeben. So gewinnen Modelle, in denen humane Zellen oder Gewebe in einem Tiermodell untersucht werden können eine zunehmende Bedeutung. Die "humanisierte Maus" stellt ein besonders attraktives Translationsmodell für die Untersuchung von Erkrankungen des Immunsystems dar. Der Nutzen eines solchen Modells hängt jedoch wesentlich von der Fähigkeit ab, das humane Immunsystem zuverlässig nachzustellen. Hierzu werden Mausmodelle verwendet wie das HLA-DQ8 NOD/scid-IL2rgnull Mausmodell, denen ein eigenes murines Immunsystem fehlt. Diese Mausmodelle werden beispielsweise mit humanen hämatopoetischen Stammzellen rekonstituiert und ermöglichen dann ein sehr gutes Anwachsen und die Entwicklung eines humanen Immunsystems zur Untersuchung relevanter Prozesse in vivo.

Original-Publikation:
Serr, I. et al. (2016). Type 1 diabetes vaccine candidates promote human Foxp3+Treg induction in humanized mice, Nature Communications, DOI: 10.1038/ncomms10991; Link:
http://www.nature.com/ncomms/2016/160315/ncomms10991/full/ncomms10991.html

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. Das Helmholtz Zentrum München ist Partner im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung e.V.
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Das Institut für Diabetesforschung (IDF) befasst sich mit der Entstehung und Prävention von Typ 1 Diabetes und Typ 2 Diabetes als Spätfolge eines Gestationsdiabetes. Ein vorrangiges Projekt ist die Entwicklung einer Insulin-Impfung gegen Typ 1 Diabetes. In groß angelegten Langzeitstudien untersucht das IDF den Zusammenhang von Genen, Umweltfaktoren und Immunsystem für die Pathogenese von Typ 1 Diabetes. Mit den Daten der Geburtskohorte BABYDIAB, die 1989 als weltweit erste prospektive Diabetes-Geburtskohorte etabliert wurde, konnten Risikogene sowie Antikörperprofile identifiziert werden. Diese lassen Vorhersagen über Entwicklung und Ausbruch von Typ 1 Diabetes zu und werden die Klassifizierung und den Diagnosezeitpunkt verändern. Das IDF ist Teil des Helmholtz Diabetes Center (HDC).
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Das Deutsche Zentrum für Diabetesforschung e.V. (DZD) ist eines der sechs Deutschen Zentren der Gesundheitsforschung. Es bündelt Experten auf dem Gebiet der Diabetesforschung und verzahnt Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung. Ziel des DZD ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz einen wesentlichen Beitrag zur erfolgreichen, maßgeschneiderten Prävention, Diagnose und Therapie des Diabetes mellitus zu leisten. Mitglieder des Verbunds sind das Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt, das Deutsche Diabetes-Zentrum DDZ in Düsseldorf, das Deutsche Institut für Ernährungsforschung DIfE in Potsdam-Rehbrücke, das Institut für Diabetesforschung und Metabolische Erkrankungen des Helmholtz Zentrum München an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen und das Paul-Langerhans-Institut Dresden des Helmholtz Zentrum München am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der TU Dresden, assoziierte Partner an den Universitäten in Heidelberg, Köln, Leipzig, Lübeck und München sowie weitere Projektpartner.
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