Nach aktuellen Zahlen hat jeder zehnte Erwachsene Diabetes und eine ebenso große Anzahl hat eine Vorstufe dazu, einen Prädiabetes. Diabetes ist die Hauptursache von Erblindung, chronischem Nierenversagen, Herzinfarkt, Schlaganfall und Beinamputationen. Diese diabetischen Folgeschäden bestimmten die Mortalität von Patienten mit Diabetes. Diabetesschäden sind in Subtypen des Diabetes schon bei Manifestation des Diabetes festzustellen. Es sind jedoch keine therapeutischen Strategien verfügbar, die gezielt an intrazellulären Stoffwechselwegen ansetzen, die der Entwicklung von Diabetesschäden zugrunde liegen. Zudem ist es immer noch nicht möglich, das Risiko des Auftretens von Spätfolgen des Diabetes sicher zu bestimmen bzw. einen etablierten Spätschaden in Remission zu bringen.

Der SFB1118 hat das Ziel, Diabetesschäden durch die Untersuchung der intrazellulären Wirkung von reaktiven Metaboliten (RM), wie reaktive Sauerstoffspezies (ROS), Dicarbonyle (DC), oder Glukose-Metabolite (O-Glc-NAc) zu verstehen, welche im Rahmen des Energiestoffwechsels entstehen.

Die bisherigen Arbeiten identifizierte neue molekulare Pathomechanismen von Diabetesschäden sowie spezifische Zielstrukturen von RM bei der Entwicklung von Insulinresistenz, Retinopathie, sensorischer und autonomer Neuropathie, Nephropathie und diabetischer Kardiopathie.

Paradigmen-wechselnde Erkenntnisse dieses SFBs zeigten, dass synergistische Enzymsysteme und autoregulatorische Rückkopplungsschleifen die Akkumulation von RM bestimmen. RM induzieren posttranslationale Modifikationen von Proteinen und DNA mit funktionellen Veränderungen, welche von zellulären Kompensationsmechanismen, Insulinresistenz, DNA-Schäden und/oder Seneszenz gefolgt sind und zu Fibrosierung des Gewebes und Organversagen führen können (Multiple-Hit Konzept).

Übergeordnetes Ziel ist es, langfristig Ansatzpunkte für Prävention und Remission bestehender Spätschäden beim Diabetes zu erreichen.

Reaktive Metabolite (RM) aus verschiedenen Quellen akkumulieren durch gesteigerte Produktion/reduzierter Detoxifizierung bei Adipositas und/oder (Prä)Diabetes. RM können zur Hemmung des Insulin-Signalweges durch Lipide und Aminosäuren beitragen. Die posttranslationale Modifikation von Proteinen und DNA leitet den Übergang vom gesunden in den chronisch gestörten Stoffwechsel ein, der in DNA-Schaden und zellulärer Adaptation auf den metabolischen Stress mündet. Im Sinn des Multi-Hit Konzeptes addieren sich diese Schäden mit Effekten der subklinischen Inflammation. Je nach Subtyp des Diabetes und möglicherweise auch geschlechtsabhängig können verschiedene zelluläre Schutzmechanismen einen Organschaden verhindern. Bei Hochrisikopatienten schreitet der Organschaden voran und führt zu Fibrose und Verlust der Organfunktion. Potentielle therapeutische Targets wurden in genetischen Modellen identifiziert. Deren Relevanz im Menschen wird in humanen Proben und in reprogrammierten Zellkulturen überprüft. Die Assoziation von Surrogatparametern dieser spezifischen Defekte mit Diabetesschäden und deren Auslenkbarkeit durch Interventionen werden in prospektiven Kohorten verschiedener Subtypen des Diabetes, untersucht. Geschlechtsspezifische Parameter werden in allen Schritten der Translation, sowie im Transfer in Lehre und Klinik einbezogen. Ziel dieses Konsortiums ist es neue, maßgeschneiderte Konzepte zur Prävention und Therapie von RM-induzierten Diabetesschäden zu entwickeln. AGEs, Advanced Glycation Endproducts; IPS, induzierte pluripotente Zellen, RM, reaktive Metabolite; ROS, reaktive Sauerstoffspezies.

Prof. Dr. Aurelio Teleman

Prof. Dr. Aurelio Teleman wurde in die renommierte European Molecular Biology Organisation (EMBO) aufgenommen

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Prof. Dr. Dr. h.c. Peter Nawroth

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