Typ-2-Diabetes-Medikament durch blaues Licht ein- und ausgeschaltet

Diabetes-Medikamente regen die Bauchspeicheldrüse dazu an, Insulin freizusetzen, um den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren, aber viele von ihnen verursachen Nebenwirkungen, die andere Organe wie Gehirn und Herz betreffen. Einige Medikamente fördern unterdessen zu viel Insulin, wodurch der Blutzuckerspiegel zu stark absinkt. Jetzt haben Wissenschaftler ein Medikament vom Typ 2 Diabetes entwickelt, das durch blaues Licht ein- und ausgeschaltet werden kann und möglicherweise die Behandlung verbessert.
Bei Typ-2-Diabetes baut der Körper eine Insulinresistenz auf und benötigt mehr Insulin, um den Blutzuckerspiegel zu senken. Daher muss die Bauchspeicheldrüse mehr Insulin produzieren als normalerweise.

Die Forscher - von der medizinischen Fakultät am Imperial College London in Großbritannien und der LMU München in Deutschland - veröffentlichen ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Naturkommunikationen.

Sie stellen fest, dass Typ-2-Diabetes, der die Kontrolle über den Blutzuckerspiegel eines Individuums beeinträchtigt, etwa 350 Millionen Menschen weltweit betrifft. Die Erkrankung kann zu einem höheren Risiko für Herzerkrankungen und Schlaganfälle führen, was zu Schäden an Nieren, Nerven und Netzhaut führen kann.

Laut den Zentren für Seuchenkontrolle und -prävention (CDC) hatten im Jahr 2012 29,1 Millionen Menschen in den USA - 9,3% der Bevölkerung - Diabetes.

Die Krankheit beinhaltet eine Störung der normalen Glucosehomöostase, die durch ein Versagen der Betazellmasse der Bauchspeicheldrüse verursacht wird, um eine erhöhte Insulinresistenz zu kompensieren. In ihrer neuen Studie zeigen die Forscher jedoch, dass ihr Prototyp-Medikament - JB253 genannt - die Insulinfreisetzung aus Pankreaszellen bei Bestrahlung mit blauem Licht stimuliert.

Sie erklären, dass sie eine bestehende Art von Medikament - Sulfonylharnstoff genannt - so angepasst haben, dass es seine Form ändert, wenn es blauem LED-Licht ausgesetzt wird.

"Molekül hat gewünschte Wirkung auf menschliche Pankreaszellen im Labor"

Die Verwendung von Sulfonylharnstoffen hat ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung von Hypoglykämie und kardiovaskulären Erkrankungen, aber mit ihrer neuen Technik werden diese Risiken angegangen.

"Im Prinzip kann diese Art der Therapie eine bessere Kontrolle über den Blutzuckerspiegel ermöglichen", sagt Dr. David Hodson vom Imperial College London, "weil er nach einer Mahlzeit für kurze Zeit eingeschaltet werden kann Komplikationen, indem die Medikamentenaktivität auf die Pankreas angewiesen ist, wo sie benötigt wird. "

Er und sein Team sagen, dass Moleküle, die auf Licht reagieren, seit dem 19. Jahrhundert erforscht wurden, aber Wissenschaftler haben erst kürzlich ihre Eigenschaften genutzt, um lichtempfindliche Moleküle mit entsprechenden Arzneimittelwirkungen herzustellen.

"Photoschaltbare Medikamente und Photopharmakologie könnten für alle möglichen Krankheiten enorm hilfreich sein, indem sie bestimmte Körperprozesse mit Licht fernsteuern", sagt Prof. Trauner von der LMU München.

Die folgende Grafik zeigt, wie das lichtempfindliche Medikament funktioniert:

Im Wesentlichen wäre das Medikament inaktiv, bis ein Patient - in der Theorie - es mit blauen LEDs einschaltet, die auf der Haut haften. Das Team merkt an, dass nur eine geringe Menge Licht in die Haut eindringen muss, um das Medikament einzuschalten.

Zusätzlich ist die Änderung reversibel und schaltet sich bei ausgeschaltetem Licht wieder aus.

"Bislang haben wir ein Molekül geschaffen, das im Labor die gewünschte Wirkung auf menschliche Pankreaszellen hat", sagt Dr. Hodson. "Es ist noch ein weiter Weg bis eine Therapie für die Patienten verfügbar ist, aber das bleibt unser Ziel."

Dr. Richard Elliott von Diabetes UK - der zur Finanzierung der Studie beigetragen hat - sagt:

"Sulfonylharnstoffe helfen vielen Menschen, mit Typ-2-Diabetes fertig zu werden, obwohl sie wie andere Medikamente Nebenwirkungen haben können. Die Arbeit an lichtaktivierten Medikamenten ist zwar noch relativ jung, aber dennoch ein faszinierendes Forschungsgebiet, das weiter geht Forschung könnte helfen, eine sicherere, besser kontrollierbare Version dieser wichtigen Therapie zu entwickeln. "

Die Europäische Stiftung zur Erforschung von Diabetes, der Europäische Forschungsrat, der Wellcome Trust und der Medical Research Council haben die Forschung finanziert.

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