{"id":24669,"date":"2025-02-12T16:56:10","date_gmt":"2025-02-12T15:56:10","guid":{"rendered":"https:\/\/ddz.de\/?p=24669"},"modified":"2025-02-12T17:02:44","modified_gmt":"2025-02-12T16:02:44","slug":"neue-einblicke-in-die-insulinwirkung-dynamisches-signalnetzwerk-bietet-therapieansaetze-fuer-typ-2-diabetes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ddz.de\/en\/neue-einblicke-in-die-insulinwirkung-dynamisches-signalnetzwerk-bietet-therapieansaetze-fuer-typ-2-diabetes\/","title":{"rendered":"Neue Einblicke in die Insulinwirkung: Dynamisches Signalnetzwerk bietet Therapieans\u00e4tze f\u00fcr Typ-2-Diabetes"},"content":{"rendered":"\n<p><strong>Forschende des Deutschen Diabetes-Zentrums (DDZ) und der Heinrich-Heine-Universit\u00e4t D\u00fcsseldorf (HHU) haben erstmals den zeitlichen Verlauf der Insulinwirkung auf Proteinkinasen in menschlichen Muskelzellen detailliert untersucht. Ihre Ergebnisse wurden nun in der Fachzeitschrift <em>Nature Communications<\/em> ver\u00f6ffentlicht und enth\u00fcllen bisher unbekannte Mechanismen, die zur Behandlung von Typ-2-Diabetes genutzt werden k\u00f6nnten.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Insulin ist ein lebenswichtiges Hormon, das im K\u00f6rper zahlreiche Prozesse \u2013 von der Blutglukose (\u201eBlutzucker\u201c)-Regulation bis hin zum Zellwachstum \u2013 steuert. Eine gest\u00f6rte Insulinwirkung ist ein wesentlicher Faktor bei der Entstehung eines Typ-2-Diabetes, der wiederum das Risiko f\u00fcr Herz-Kreislauf-Erkrankungen wie Herzinfarkt oder Schlaganfall erh\u00f6ht. Doch wie beeinflusst Insulin so viele unterschiedliche Prozesse in der Zelle? Diese Frage untersuchten nun Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des DDZ gemeinsam mit Forschenden des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Molekulare Genetik in Berlin und der Universit\u00e4t Oslo.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Insulin reguliert dynamisches Netzwerk<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Basierend auf massenspektrometrischen Analyseverfahren (Phosphoproteomik) verfolgten die Forschenden in Muskelzellen die zeitliche Ver\u00e4nderung von \u00fcber 13.000 Phosphorylierungsstellen. Hierbei handelt es sich um kleine chemische Modifikationen an Eiwei\u00dfen (Proteine), die wie molekulare An- und Ausschalter agieren und von bestimmten Enzymen, Proteinkinasen genannt, herbeigef\u00fchrt werden. Die Stimulierung von Muskeln mit Insulin hat weitreichende Folgen f\u00fcr die Koordinierung von molekularen Vorg\u00e4ngen innerhalb der Zelle. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler entdeckten, dass bereits nach wenigen Minuten insgesamt 159 verschiedene Proteinkinasen aktiviert waren, rund ein Drittel aller Mitglieder dieser Enzymfamilie, was wiederum in Folge die Aktivit\u00e4t hunderter weiterer Enzyme des Energiestoffwechsels und Zellaufbaus reguliert. Die Analyse zeigte nun erstmals, dass Insulin ein komplexes Netzwerk von Signalen ausl\u00f6st, die sich wellenartig durch die Zellen ausbreiten. \u00c4hnlich wie bei Funk\u00fcbertragungen spielen dabei sowohl die Signalst\u00e4rke als auch die H\u00e4ufigkeit der Wellen eine Rolle. Die Forschenden fanden, dass die genaue Zeitabfolge der Wellen, d.h. Aktivierung von Proteinkinasen, f\u00fcr die zielgerichtete Wirkung in der Zelle verantwortlich ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Bestimmte Signale entstehen durch die \u00dcberlagerung mehrerer Wellen, beispielsweise im sogenannten mTOR-Signalweg \u2013 einem zentralen Regulator f\u00fcr Zellteilung und Zellwachstum. Mithilfe mathematischer Modelle zeigten die Forschenden, dass dieses dynamische Netzwerk von mehreren hundert Proteinen nur von rund 30 Enzymen (Proteinkinasen und Phosphatasen) geregelt wird. Diese Erkenntnis k\u00f6nnte die Grundlage f\u00fcr die Entwicklung neuer therapeutischer Ansatzpunkte liefern, um die Behandlung von Typ-2-Diabetes zu verbessern: Durch Wirkstoffe, die diese Schl\u00fcsselenzyme gezielt aktivieren oder hemmen, k\u00f6nnte die Insulinwirkung verst\u00e4rkt werden.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Neue Erkenntnisse zur Genregulation<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Zudem zeigte sich, dass Insulin die Funktion des sogenannten Spliceosomen-Komplexes beeinflusst, einem zentralen Steuerungselement der Genregulation. Dies l\u00e4sst darauf schlie\u00dfen, dass das Hormon Insulin weit mehr Aufgaben im menschlichen K\u00f6rper \u00fcbernimmt, als bisher vermutet. \u201eUnsere Forschung verdeutlicht, dass Insulin nicht nur die Blutglukoseregulation steuert, sondern ein dynamisches Netzwerk aus Eiwei\u00dfmodifikationen orchestriert, das pr\u00e4zise und zeitlich abgestimmt die Reaktion der Zellen auf Insulin koordiniert.\u201c, erkl\u00e4rt Prof. Dr. Hadi Al-Hasani, Direktor des Instituts f\u00fcr Klinische Biochemie und Pathobiochemie am DDZ und leitender Wissenschaftler der Studie.<\/p>\n\n\n\n<p>\u201eDie Studie liefert wichtige Erkenntnisse \u00fcber die Mechanismen der Insulinwirkung und k\u00f6nnte entscheidend dazu beitragen, neue und gezieltere Therapien f\u00fcr Menschen mit Insulinresistenz und Diabetes mellitus zu entwickeln.\u201c, erg\u00e4nzt Prof. Dr. Michael Roden, Wissenschaftlicher Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer und Sprecher des Vorstands des DDZ und Direktor der Klinik f\u00fcr Endokrinologie und Diabetologie am Universit\u00e4tsklinikum D\u00fcsseldorf (UKD).<\/p>\n\n\n\n<p>Die Forschenden hoffen, dass diese Ergebnisse langfristig nicht nur das Verst\u00e4ndnis f\u00fcr die Entstehung von Typ-2-Diabetes verbessern, sondern auch neue Behandlungsans\u00e4tze liefern k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Quelle:<\/strong> <br>Turewicz M, Skagen C, Hartwig S et al. Temporal phosphoproteomics reveals circuitry of phased propagation in insulin signaling. Nat Commun\u00a0(2025). <a href=\"https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-025-56335-6\">https:\/\/doi.org\/10.1038\/s41467-025-56335-6<\/a><\/p>\n\n\n\n<div style=\"height:30px\" aria-hidden=\"true\" class=\"wp-block-spacer\"><\/div>\n\n\n\n<p><strong>\u00dcber das DDZ:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Das Deutsche Diabetes-Zentrum (DDZ) versteht sich als deutsches Referenzzentrum zum Krankheitsbild Diabetes. Ziel ist es, einen Beitrag zur Verbesserung von Pr\u00e4vention, Fr\u00fcherkennung, Diagnostik und Therapie des Diabetes mellitus zu leisten. Gleichzeitig soll die epidemiologische Datenlage in Deutschland verbessert werden. Federf\u00fchrend leitet das DDZ die multizentrisch aufgebaute Deutsche Diabetes-Studie. Es ist Ansprechpartner f\u00fcr alle Akteure im Gesundheitswesen, bereitet wissenschaftliche Informationen zum Diabetes mellitus auf und stellt sie der \u00d6ffentlichkeit zur Verf\u00fcgung. Das DDZ geh\u00f6rt der \u201eWissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz\u201c (WGL) an und ist Partner im Deutschen Zentrum f\u00fcr Diabetesforschung (DZD e.V.).<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Forschende des Deutschen Diabetes-Zentrums (DDZ) und der Heinrich-Heine-Universit\u00e4t D\u00fcsseldorf (HHU) haben erstmals den zeitlichen Verlauf der Insulinwirkung auf Proteinkinasen in menschlichen Muskelzellen detailliert untersucht. 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