Schwerpunkt der Forschungsar­beit

Unsere Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit der Zellbiologie der Betazellen des endokrinen Pankreas. Pankreatische Betazellen spielen eine zentrale Rolle bei der Regulation der Glukosehomöostase, indem sie das blutzuckersenkende Hormon Insulin freisetzen. Die autoimmune Zerstörung der Betazellen führt zur Entstehung des Typ-1-Diabetes, während eine gestörte Insulinsekretion maßgeblich an der Pathogenese des Typ-2-Diabetes beteiligt ist.

Zellbiologie der Betazellen

Ein zentraler Schwerpunkt unserer Forschung ist die Biologie der Insulinsekretgranula – jener Organellen, die für die Speicherung und die regulierte Freisetzung von Insulin als Reaktion auf Glukose und andere Stimuli verantwortlich sind. Insbesondere untersuchen wir, wie ein Anstieg des Blutzuckerspiegels die Neubildung von Sekretgranula rasch stimuliert, indem die Produktion von Insulin und weiteren Bestandteilen der Granula gesteigert wird. Darüber hinaus erforschen wir die Proteinkomplexe, die die Interaktion der Sekretgranula mit dem kortikalen Aktinzytoskelett vermitteln. Die dynamische Assemblierung und Disassemblierung dieser Komplexe könnte die Fusion der Sekretgranula mit der Plasmamembran sowie das Recycling ihrer Membranen nach der Exozytose regulieren.

Für diese Untersuchungen setzen wir ein breites Spektrum molekularbiologischer, biochemischer und bildgebender Methoden ein. Dazu gehören moderne molekulare Verfahren wie die räumliche Transkriptomik, strukturbiologische Ansätze wie die Volumen-Elektronenmikroskopie sowie In-vitro-Modelle (Insulinomzelllinien und isolierte Pankreasinseln) und In-vivo-Modelle (transgene und Knock-out-Mäuse).

Translationale Forschung zu Typ-1-Diabetes

Bestimmte Virusinfektionen stehen im Zusammenhang mit Autoimmunreaktionen gegen Betazellen und der Entstehung des Typ-1-Diabetes. Zu diesen Viren gehören unter anderem Coxsackieviren sowie SARS-CoV-2, das Virus, das COVID-19 verursacht. Indem wir untersuchen, wie diese Viren die Zellbiologie und die Antigenpräsentation von Betazellen beeinflussen, möchten wir besser verstehen, wie sie Autoimmunreaktionen fördern können, die letztlich zur Entwicklung eines Typ-1-Diabetes führen.

Translationale Forschung zu Typ-2-Diabetes

Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Aufklärung der Mechanismen, die zum fortschreitenden Verlust der Betazellfunktion während des Übergangs von der Normoglykämie zum Typ-2-Diabetes führen. Die Identifizierung von Biomarkern und molekularen Mechanismen des Betazellversagens soll sowohl zur Prävention als auch zur Entwicklung früherer Diagnoseverfahren und wirksamerer Therapien beitragen.

Zu diesem Zweck arbeiten wir eng mit Chirurginnen und Chirurgen sowie Pathologinnen und Pathologen des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus zusammen. Gemeinsam gewinnen wir Pankreasgewebe von lebenden Organspenderinnen und -spendern, die vor der Pankreatektomie umfassend metabolisch charakterisiert wurden. Diese Proben werden in die LIDOPACO-Biobank (Living Donor Pancreatic Cohort) eingebracht und stellen eine einzigartige und wertvolle Ressource für unsere Forschung dar.

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