Preklinisk Diabetesforskning Henrik Ortsäter henrik.ortsater@sodersjukhuset.se

Preklinisk Diabetesforskning Henrik Ortsäter henrik.ortsater@sodersjukhuset.se

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

Effekter av ökad insulinutsöndring till blodet Sundsten, Ortsäter. Mol. Cell Endo. 2008 vol. 207.

Betacellen

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.

Insulinresistans och typ 2 diabetes Sundsten, Ortsäter. Mol. Cell Endo. 2008 vol. 207.

Förändringar av insulinsekretion under utveckling av typ 2 diabetes Leibowitz et al. Diabetes, Obesity and Metabolism. 2009 vol. 11.

Adaption till överintag av glukos och fett, djurmodell Steil et al. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2001 vol. 280.

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. 2001 vol. 280.

Proliferation av betaceller Meier et al. Diabetes. 2008 vol. 57.

Insulinresitans inducerad av fetma eller glukokortikoider leder till en tillväxt av betaceller Unger et al. Faseb J. 2001 vol. 15. Rafacho et al. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2009 vol. 296.

Förändringar av insulinsekretion under utveckling av typ 2 diabetes Leibowitz et al. Diabetes, Obesity and Metabiolism. 2009 vol. 11.

Ökad apoptos i Langerhanska öar från typ 2 diabetiker Marchetti P et al. J. Clin. Endicrin. 2004 vol 89 Butler AE et al. Diabetes 2003 vol 52

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

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 http://www.sos.sll.se/templates/normal.aspx?id=52467

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

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

Glukokortikoider är toxiska för betaceller

Betaceller som saknar PP5 är mer känsliga för glukokortikoidinducerad celldöd

Betaceller som saknar PP5 är mer känsliga för glukokortikoidinducerad celldöd 350 300 DNA fragmentation 250 200 150 100 50 Negative sirna PP5 sirna 0 Untreated 100 nm Dexam ethasone

Såväl nedreglering av PP5 som glukokortikoidexponering inhiberar cellproliferation. Ingen samverkan Results BrdU Cell Proliferation Assay 090611 120 100 BrdU incorporation 80 60 40 20 Negative sirna PP5 sirna 0 Untreated 100 nm Dexamethasone Results BrdU Cell Proliferation Assay 090618 120 100 BrdU incorporation 80 60 40 20 Negative sirna PP5 sirna 0 Untreated 100 nm Dexamethasone

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.