Insuline is een hormoon dat de bloedsuikerspiegel verlaagt. De enige cellen die insuline produceren zijn alvleesklierbètacellen (β-cellen), en een afname van deze cellen is een belangrijke oorzaak van diabetes. Hoewel er reikhalzend wordt uitgekeken naar therapieën die gericht zijn op het vergroten van de pancreas β-cellen, is er tot nu toe nog geen strategie ontwikkeld die de β-cellen kan vergroten.
Een veelbelovende ontwikkeling is dat een onderzoeksgroep heeft aangetoond dat het stimuleren van autonome vagale zenuwen die in verbinding staan met de alvleesklier, de functie kan verbeteren en ook het aantal alvleesklier β-cellen bij muizen kan verhogen.
De groep, die werd geleid door Associate Professor Junta Imai, Assistant Professor Yohei Kawana en Professor Hideki Katagiri van de Tohoku University Graduate School of Medicine, publiceerde hun bevindingen op 9 november 2023 in het internationale wetenschappelijke tijdschrift Nature Biomedical Engineering.
“Met behulp van optogenetica ontwikkelden we voor het eerst een manier om de nervus vagus die naar de alvleesklier leidt bij muizen individueel te stimuleren,” zegt Imai. “Deze nieuwe methode leidde tot een duidelijke verhoging van de hoeveelheid insuline in het bloed wanneer suiker werd toegediend, wat duidt op een verbeterde β-celfunctie.”
Extra stimulatie van deze zenuw gedurende twee weken zorgde voor meer dan een verdubbeling van het oorspronkelijke aantal β-cellen. Het stimuleren van de nervus vagus van de alvleesklier activeerde β-cellen zowel kwalitatief als kwantitatief.
Toen Imai en zijn collega’s deze methode toepasten op een muismodel van insulinedeficiënte diabetes, verbeterde de regeneratie van alvleesklier β-cellen de diabetes in deze muizen. Dit is de eerste succesvolle behandeling van diabetes bij muizen door het stimuleren van de nervus vagus die verbonden is met de alvleesklier.
“We hopen dat onze resultaten leiden tot de ontwikkeling van nieuwe strategieën en preventieve methoden voor diabetes,” voegt Imai toe. “We verwachten ook dat het ons begrip van de mechanismen die de functie en het aantal alvleesklier β-cellen reguleren zal vergroten, evenals de oorzaken van diabetes.”
Title: Optogenetic stimulation of vagal nerves for enhanced glucose-stimulated insulin secretion and β cell proliferation
Authors: Yohei Kawana, Junta Imai*, Yosuke M. Morizawa, Yoko Ikoma, Masato Kohata, Hiroshi Komamura, Toshihiro Sato, Tomohito Izumi, Junpei Yamamoto, Akira Endo, Hiroto Sugawara, Haremaru Kubo, Shinichiro Hosaka, Yuichiro Munakata, Yoichiro Asai, Shinjiro Kodama, Kei Takahashi, Keizo Kaneko, Shojiro Sawada, Tetsuya Yamada, Akira Ito, Kuniyasu Niizuma, Teiji Tominaga, Akihiro Yamanaka, Ko Matsui and Hideki Katagiri
Journal: Nature Biomedical Engineering
DOI: 10.1038/s41551-023-01113-2