Wirksamkeit von PHLPP-Antisense Oligonucleotiden für die Therapie des Diabetes in präklinischen Modellen

• Antragsteller: Dr. Amin Ardestani, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Endokrinologie, Diabetologie, Metabolismus
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 498542712

Sowohl Typ-1 (T1D) als auch der Typ-2-Diabetes (T2D), beide hochkomplex in ihrer Pathophysiologie, resultieren letztlich aus dem Versagen der Betazellen im Pankreas; Kennzeichen und grundlegende Ursache des Diabetes. Für die Entwicklung einer betazellspezifischen Diabetes-Therapie sind die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen noch nicht vollständig charakterisiert. Modulation des Überlebens hochfunktioneller Betazellen sowie deren verbesserte Regenerationsfähigkeit sind attraktive therapeutische Ansätze. Serin-Threonin-Phosphatasen (STPs) wie PHLPP1/2 (PH domain Leucin-reiche repeat Proteinphosphatase-1/2) regulieren Zellüberleben und dienen als potenzielle Targets für die Medikamentenentwicklung. Unser Verständnis der Funktion und Mechanismen von PHLPP bei der Regulation des Beta-Zelltods hat eine wichtige biologische und klinische Bedeutung. In vorausgegangenen Studien haben wir stark erhöhte PHLPP Expression in metabolisch gestressten diabetischen Betazellen sowohl von Organspendern als auch von Mausmodellen gemessen. Die genetische Hemmung von PHLPPs verbesserte deutlich sowohl Überleben als auch Funktion von Betazellen in experimentellen Diabetesmodellen in vitro, in vivo und in humanen Inselzellen von Patienten mit T2D, und präsentierte damit PHLPPs als vielversprechende Targets für eine funktionelle betazellregenerative -schützende Diabetes-Therapie. Mit dem Ziel einer betazellspezifischen therapeutischen Inhibierung von PHLPPs wird dieses Projekt eine neuartige Strategie der ligandeninduzierten Internalisierung des Glucagon-like Peptide-1-Rezeptors (GLP-1R) nutzen, um PHLPP-Antisense-Oligonukleotide (PHLPP-ASOs) durch Konjugation an einen GLP-1R-Peptid-Agonisten potent und spezifisch in Betazellen im Pankreas zu bringen. In präklinischen Studien werden wir GLP-1-PHLPP-ASOs auf ihre Fähigkeit testen, Glucosespiegel und Insulinsekretion zu normalisieren und Überleben und Funktion von Betazellen in vitro und in vivo wiederherzustellen. Darüber hinaus werden wir mittels RNA-Sequenzierung die regulatorischen Netzwerke der direkten und indirekten PHLPP-vermittelten transkriptionellen Genregulation in PHLPP-verminderten Betazellen auf Inselzell- und Einzelzellebene (Betazellen/endokrine Zellen) identifizieren. Damit wird es uns möglich sein, potenzielle funktionelle Stoffwechsel-, Proliferations- und Überlebenswege zu charakterisieren, wobei der Schwerpunkt auf den Signalwegen für das Überleben von Beta-Zellen wie mTOR, Hippo, AKT und OXPHOS liegt. Mit diesem Projekt werden unsere ersten vielversprechenden Ergebnisse direkt in die translationale Forschung übergeführt und der bisher wenig charakterisierte PHLPP1/2-Signalweg als neues Target zur kurativen pharmakologischen Intervention zur Wiederherstellung funktioneller pankreatischer Betazellen und Normoglykämie im Diabetes.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien