Biomarkers for functional pancreatic beta-cell mass

Per-Olof Berggren
Dept. Of Molecular Medicine and Surgery, The Rolf Luft Center for  Diabetes and EndocrinologyRolf Luft, Karolinska University Hospital

Populärvetenskaplig sammanfattning

Inom den medicinska forskningen är det av avgörande betydelse att kunna översätta fynd som har gjorts på isolerade celler och vävnadsbitar till den levande organismen och därmed kunna studera komplexa cellulära processer i närvaro av blod- och nervförsörjning. Vi har under många år studerat den insulinproducerande β-cellen i bukspottkörtelns endokrina del, de Langerhanska öarna, för att klargöra hur denna cell fungerar under normala betingelser och vad som är fel vid diabetes. Detta är en förutsättning för att kunna göra någonting åt denna sjukdom som nu sprider sig som en epidemi över världen. För att kunna studera β-cellen i den levande organismen, har vi utvecklat ett system där vi transplanterar in Langerhanska öar till främre ögonkammaren på mus, råtta eller apa och därefter studerar dem med olika mikroskopiska tekniker. De Langerhanska öarna blir såväl kärl- som nervförsörjda och musen kan vidmakthålla en normal blodsockerkoncentration enbart med öarna i ögat. Det betyder att vi nu har ett system där β-cellens öden och äventyr kan följas icke-invasivt, longitudinellt och med cellulär upplösning. Det betyder att betydelsen av såväl processer som kärlnybildning och nervetablering som redan etablerade kärl och nerver för β-cellens funktion och överlevnad nu kan studeras i detalj in vivo. Under den gångna anslagsperioden har vi utvecklat den experimentella tekniken vidare och etablerat de nödvändiga biologiska/cellbiologiska/cellfysiologiska förutsättningarna för att under kommande anslagsperiod kunna göra de unika och avgörande försöken. Det är av intresse att notera att vi också har etablerat ett protokoll som gör det möjligt att i provröret (in vitro) ta fram humana insulinproducerande celler. Således kommer vi nu att klargöra betydelsen av kärlnybildning och diabetesrelaterade kärlkomplikationer för β-cellens funktion och överlevnad. Karakterisera betydelsen av nervetablering och diabetesrelaterade nervkomplikationer för β-cellens funktion och överlevnad. Funktionellt belysa de humana insulinproducerande celler vi får fram in vitro i den levande organismen. Detta är viktigt enär vi på så sätt kan verifiera eller inte att vi verkligen kan ta fram väl fungerande β-celler, vilket är oerhört viktigt bl.a. vad det gäller transplantation till patienter med T1DM. Genom att använda olika typer av fluorescerande markörer för specifika steg i de signalsystem som reglerar såväl kärl- som nervtillväxt samt signalöverföring i den insulinproducerande β-cellen i kombination med olika typer av musmodeller samt humana Langerhanska öar kommer helt ny och mycket viktig information att erhållas. Detta gäller inte bara de Langerhanska öarnas funktion och överlevnad utan också de molekylära processer som styr utveckling och etablering av kärl och nerver i kroppens organ i stort. Dessa resultat kommer också att hjälpa oss att förstå hur insulinfrisättningen fungerar under normala betingelser och varför denna process inte fungerar vid diabetes. Detta är nödvändig information för att kunna ta fram nya behandlingsprinciper för diabetessjukdomen.