Wie unreife Zellen ihr Schicksal bestimmen
Unreife Zellen in der Bauchspeicheldrüse können sich zu verschiedenen Zelltypen entwickeln. Eine entscheidende Rolle spielt dabei ihre innere Struktur, die sogenannte apikal-basale Polarität. Forschende haben nun entdeckt, dass diese Struktur beeinflusst, ob die Pankreaszelle sich zu einer insulinproduzierenden Betazelle oder zu einer Glukagon-freisetzenden Alphazelle differenziert.
Zellpolarität steuert Signalwege
Die Zellpolarität sorgt dafür, dass eine Zelle eine klare obere (apikale) und untere (basale) Seite besitzt. Diese Struktur entscheidet, welche Signale innerhalb der Zelle aktiviert werden: Ist die Polarität vorhanden, steigt die Menge des sogenannten Botenstoffs zyklisches Adenosinmonophosphat (cAMP) in der Zelle an. Dieser hemmt die Aktivität des Gens ARX, das für die Entwicklung von Alphazellen wichtig ist, und fördert so die Bildung von Betazellen. Geht die Polarität verloren, bleibt das Gen ARX aktiv und die Zelle entwickelt sich zur Alphazelle.
Moderne Analysemethoden liefern neue Einblicke
Die Forschenden nutzten ein neuartiges Modell menschlicher Stammzellen, um diese molekularen Mechanismen genauer zu untersuchen. Mithilfe von Einzelzell-RNA-Sequenzierung und gezielter Genaktivierung entschlüsselten sie die zugrunde liegenden Signalwege. Eine solche Analyse könnte in Zukunft auch auf andere, sich entwickelnde Organe angewendet werden, um herauszufinden, ob dort ähnliche Signale die Zellentwicklung steuern.
Bedeutung für die Diabetesforschung
Noch sind weitere Untersuchungen nötig, um andere mögliche Einflussfaktoren zu identifizieren. Dennoch liefern diese Erkenntnisse wertvolle Impulse für die regenerative Medizin. Ein besseres Verständnis der Mechanismen könnte helfen, neue Verfahren zur Herstellung von Betazellen aus Stammzellen zu entwickeln – ein potenzieller Fortschritt für zukünftige Diabetes-Therapien.
Quellen:
Helmholtz Munich: New Study Reveals Key to How Pancreatic Insulin-Producing Beta Cells Are Formed. (Letzter Abruf: 03.04.2025)
Tiemann, U. et al.: Pancreatic alpha and beta cell fate choice is directed by apical-basal polarity dynamics. In: Dev Cell, 2025: 1534-5807
