Studie zeigt, wie Diabetes-Medikament gesundes Altern fördert
Ärzte verschreiben üblicherweise Metformin, um Menschen mit Typ-2-Diabetes dabei zu helfen, ihren Blutzuckerspiegel zu senken. Das Medikament erhöht die Insulinsensitivität durch seine Auswirkungen auf den Glukosestoffwechsel.
Obwohl es eindeutige Hinweise auf die Wirksamkeit von Metformin gibt, verstehen die Wissenschaftler nicht vollständig, wie es auf molekularer Ebene mit Zellen und Geweben interagiert.
Nun ein neuer Zellenberichte Die Studie hat die Metforminaktivität in der Leber kartiert und einige überraschende Ergebnisse geliefert.
Unter Verwendung von Zellkulturen und Mäusen identifizierten die Forscher zahlreiche biochemische Schalter zum Ein- und Ausschalten verschiedener zellulärer und molekularer Prozesse.
Die Ergebnisse geben nicht nur Aufschluss über den Mechanismus der Glukosekontrolle durch Metformin, sondern auch über eine überraschende Anzahl anderer Reaktionen und Wege.
Die Forscher schlagen zum Beispiel vor, dass die neuen Erkenntnisse dazu beitragen könnten, die jüngsten Enthüllungen über die offensichtliche Fähigkeit von Metformin zur Förderung eines gesunden Alterns zu erklären.
Es werden bereits groß angelegte klinische Studien mit Metformin durchgeführt, um die Wirksamkeit des Arzneimittels bei der Verlängerung der Lebensdauer und der Gesundheit zu testen - dh den Anteil der Lebensspanne einer Person, den sie für eine gute Gesundheit verbringt. Die zugrunde liegende Biochemie war jedoch unklar.
Teams aus drei Forschungszentren arbeiteten an der Studie: dem Salk Institute for Biological Studies, dem Scripps Research Institute - beide in La Jolla, CA - und dem Weill Cornell Medical College in New York.
"Diese Ergebnisse", sagt Reuben J. Shaw, einer der entsprechenden Autoren der Studie, "bieten uns neue Möglichkeiten, um zu verstehen, wie Metformin als Diabetes-Medikament wirkt und welche Auswirkungen es auf die Gesundheit hat."
"Dies sind Wege, die sich weder wir noch sonst jemand vorgestellt hätten", fügt er hinzu.
Shaw ist Professor für Molekular- und Zellbiologie am Salk Institute und Direktor des Salk Cancer Center.
Ein altes Medikament mit vielen Verwendungsmöglichkeiten
Der Mensch begann vor mehr als 60 Jahren, Metformin als glukoseabsenkendes Medikament zu verwenden. Forscher haben gezeigt, dass die Behandlung vorzeitige Todesfälle bei Menschen mit Typ-2-Diabetes reduziert.
In jüngerer Zeit haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Metformin bei einer Reihe anderer Erkrankungen wirksam sein kann, darunter Fettleibigkeit, Krebs, metabolisches Syndrom, Syndrom der polyzystischen Eierstöcke und nichtalkoholische Fettlebererkrankungen.
Andere neuere Forschungen haben auch darauf hingewiesen, dass Metformin eine Anti-Aging-Wirkung und die Fähigkeit zum Schutz des Knochens haben kann, insbesondere in den frühen Phasen der rheumatoiden Arthritis.
Bis zur neuen Studie beschränkte sich das Verständnis der Wissenschaftler für die biochemischen Wirkungen von Metformin darauf, zu wissen, dass das Medikament einen Signalweg namens AMPK aktiviert. Dieser Weg spielt eine Schlüsselrolle beim Ausgleich des Energieniveaus in Zellen.
Prof. Shaw hatte auch entdeckt, dass der AMPK-Weg bei niedrigen Nährstoffwerten das Zellwachstum hemmt und den Stoffwechsel verändert. Forscher haben diesen Effekt bei Krebs gesehen. In diesem Wissen fragten sich Prof. Shaw und Kollegen, ob Metformin auch auf anderen Wegen wirken könnte.
Neue Wege könnten Anti-Aging-Effekte erklären
Für die neue Studie verwendeten die Teams eine „quantitative Proteomics-Plattform“, um Kinasen zu screenen. Dies sind Signalproteine, die Zellprozesse ein- und ausschalten können.
Die Forscher fanden Hunderte von Kinasen, deren Schaltaktivität schnell auf Metformin reagiert und möglicherweise Auswirkungen auf das gesunde Altern hat. Viele der Signalwege arbeiten unabhängig von AMPK.
Den Wissenschaftlern waren bereits zwei der Wege bekannt - Proteinkinase D und MAPKAPK2 - und sie betreffen zellulären Stress. Dies könnte den Zusammenhang mit gesundem Altern und die Auswirkungen auf die Verlängerung der Lebensdauer und der Gesundheitsspanne erklären.
Die neuen Ergebnisse legen nahe, dass die Vorteile von Metformin für ein gesundes Altern in der Wechselwirkung mit Proteinkinase D und MAPKAPK2 liegen könnten.
"Wir hätten nie gedacht, dass diese beiden Kinasen etwas mit Metformin zu tun haben", bemerkt Prof. Shaw.
Die Forscher identifizierten auch neue Ziele und Zellmechanismen, die der AMPK-Weg steuert und die möglicherweise auch für den Erfolg von Metformin entscheidend sind.
Die Teams planen, die neuen Signalwege weiter zu untersuchen, um ihr Verständnis für die vielen Wirkungen von Metformin zu vertiefen.
Sie möchten herausfinden, wie alle Personen, nicht nur diejenigen mit Typ-2-Diabetes, von Metformin profitieren können und welche Ziele beteiligt sein könnten.
"Die Ergebnisse erweitern unser Verständnis darüber, wie Metformin einen leichten Stress auslöst, der Sensoren zur Wiederherstellung des Stoffwechselgleichgewichts auslöst, und erklären einige der zuvor berichteten Vorteile, wie z. B. ein längeres gesundes Altern bei Modellorganismen, die Metformin einnehmen."
Prof. Reuben J. Shaw
