Preklinisk Diabetesforskning Henrik Ortsäter

Transkript

1 Preklinisk Diabetesforskning Henrik Ortsäter

2 Disposition: Denna föreläsning kommer att behandla Diabetesforskning, en historik Mekanismer för glukosstimulerad insulinsekretion Betacellernas förmåga till att anpassa sig till behovet av insulinsekretion Mekanismer för denna anpassning Presentation av Södersjukhusets forskningscentrum Presentation av ett projekt som pågår på Södersjukhusets forskningscentrum Paul Langerhan Langerhanska öar Oscar Minkowski Banting och Best Insulinstrukturen Insulinpenna

3 Effekter av ökad insulinutsöndring till blodet Sundsten, Ortsäter. Mol. Cell Endo vol. 207.

4 Betacellen

5 Kopplingen med blodglukos och insulinsekretion GLUT-2 Ca 2+ ökad sekretion citronsyracykeln glykolysen K + K K Kv - ATP Elektrontransportkedjan Westerlund, Ortsäter et al. Euro. J Endo 2001 vol. 144.

6 Insulinresistans och typ 2 diabetes Sundsten, Ortsäter. Mol. Cell Endo vol. 207.

7 Förändringar av insulinsekretion under utveckling av typ 2 diabetes Leibowitz et al. Diabetes, Obesity and Metabolism vol. 11.

8 Adaption till överintag av glukos och fett, djurmodell Steil et al. Am J Physiol Endocrinol Metab vol. 280.

9 Expression av viktiga betacellsgener är ej förändrat Genuttryck i Langerhanska öar efter infusion av koksalt-,glukos- eller lipidlösning Koksalt Glukos Lipid Hormoner Insulin 100±8 121±11 127±21 Glukagon 100±20 82±15 168±57 Somatostatin 100±12 114±14 108±9 Metabolism GLUT-2 100±6 117±11 100±3 Glukokinas 100±15 96±9 84±7 Laktatdehydrogenas 100±12 89±22 120±21 Transkriptionsfaktorer PDX-1 100±4 97±11 94±8 NeuroD/BETA2 100±9 88±8 107±12 HNF-1α 100±14 79±7 82±7 Steil et al. Am J Physiol Endocrinol Metab vol. 280.

10 Proliferation av betaceller Meier et al. Diabetes vol. 57.

11 Insulinresitans inducerad av fetma eller glukokortikoider leder till en tillväxt av betaceller Unger et al. Faseb J vol. 15. Rafacho et al. Am J Physiol Endocrinol Metab vol. 296.

12 Förändringar av insulinsekretion under utveckling av typ 2 diabetes Leibowitz et al. Diabetes, Obesity and Metabiolism vol. 11.

13 Ökad apoptos i Langerhanska öar från typ 2 diabetiker Marchetti P et al. J. Clin. Endicrin vol 89 Butler AE et al. Diabetes 2003 vol 52

14 Balans och obalans Proliferation Neogenes Hypertrofi Apoptos Frisk person Betacellsmassa konstant Proliferation Neogenes Hypertrofi Apoptos Insulinresitans Betacellsmassa ökar Proliferation Neogenes Hypertrofi Apoptos Typ 2 Diabetes Betacellsmassa minskar

15 Ett exempel på ett pågående forskningsprojekt på Södersjukhusets forskningscentrum LABORATORIUM Forskningscentrum disponerar laboratorium på plan 5. För enskilda forskargrupper tillhandhålls laboratoriebänk samt möjlighet till förvaring av prover i kyl och frys (-20 och -150 grader C). Det finns också möjlighet att disponera yta för egen utrustning. Det befintliga laboratoriet är utrustat med diverse faciliteter och apparatur som är tillgänglig för alla som nyttjar forskningscentrum. Exempel på sådan utrustning och faciliteter är: sterilbänkar och cellodlingsinkubatorer för cell och vävnadskulturer specifik laboratorium för bakterieodling mörkerrum utrustning för gelelektrofores kvantitativ PCR utrustning för geldokumentation centrifuger spektrofotometer, fluorometer och luminometer Proteinfosfatas 5

16 Aktivering av glukokortikoidrecpetorn Glukokortikoid S203 S211 S226 GR PP5 GR HSP 90 Inhibition av cellproliferation Ökad apoptos HSP 90 GR

17 Verktyg för att studera betydelsen av PP5 sirna Knock-out möss Proteinfosfatas 5

18 Glukokortikoider är toxiska för betaceller

19 Betaceller som saknar PP5 är mer känsliga för glukokortikoidinducerad celldöd

20 Betaceller som saknar PP5 är mer känsliga för glukokortikoidinducerad celldöd DNA fragmentation Negative sirna PP5 sirna 0 Untreated 100 nm Dexam ethasone

21 Såväl nedreglering av PP5 som glukokortikoidexponering inhiberar cellproliferation. Ingen samverkan Results BrdU Cell Proliferation Assay BrdU incorporation Negative sirna PP5 sirna 0 Untreated 100 nm Dexamethasone Results BrdU Cell Proliferation Assay BrdU incorporation Negative sirna PP5 sirna 0 Untreated 100 nm Dexamethasone

22 Sammanfattning Betacellerna kan reglera sin förmåga att frisätta insulin inte bara till en given blodsockernivå utan i även i förhållande till insulinkänsligheten i annan vävnad. För att klara detta sker en tillväxt av betacellmassan. Typ 2 diabetes uppstår först när betacellerna inte förmår möta behovet av insulin. Under utvecklingen av typ 2 diabetes minskar mängden betaceller via apoptos. Södersjukhusets forskningscentrum erbjuder laboratorier, utrustning och expertis för att bedriva avancerad diabetes- (och annan) forskning. Glukokortikoider påverkar betaceller negativt. Proteinfosfatas 5 verkar vara en viktig reglerare av glukokortikoiders diabetogena effekt. Farmakologiska preparat som aktivera proteinfosfatas 5 skulle kunna erbjuda en framtida terapimöjlighet.