Fettleibigkeit und das metabolische Syndrom (u.a. gemeinsames Auftreten von Übergewicht, Bluthochdruck sowie Zucker- und Fettstoffwechselstörungen) sind weltweit ein großes Gesundheitsproblem. Chronischer Nährstoffüberschuss führt zu Gewebeschäden und Zelldysfunktion, was u.a. zu Typ-2-Diabetes (T2D) führen kann. T2D selbst stellt wiederum einen wesentlichen Risikofaktor für Herz-Kreislauferkrankungen dar, die weltweit mit zu den häufigsten Todesursachen zählen. Eine genaue Analyse der Auswirkungen von Nährstoffüberschuss auf Immunzellen und metabolisch relevante Gewebezellen sowie ihre Interaktion miteinander, war zu Projektbeginn nicht genau verstanden und stand deswegen im Zentrum des vorliegenden Projektes. Ziel war es somit, relevante Signalwege und Interaktionen, die zur Gewebeschädigung und zum T2D Krankheitsverlauf beitragen, durch das Projekt aufzudecken und zu verstehen, um daraus mögliche Zielstrukturen für zukünftige T2D- Therapien zu identifizieren.
Dazu wurden mithilfe des BIH Einstein Visiting Fellowship Rahmen eine gemeinsame Arbeitsgruppe von Frau Prof. Dr. Maike Sander (BIH Visiting Fellow) und Frau Prof. Dr. Birgit Sawitzki (Gastgeberin) am Standort Berlin an der Charité und dem BIH aufgebaut, mit der die Expertisen von Prof. Maike Sander im Bereich der betaZellbiologie, Diabetes und Metabolismus sowie von Prof. Dr. Birgit Sawitzki im Bereich der Immunzellbiologie zusammengeführt wurden.
Im Rahmen des Projektes wurden umfangreichen Einzelzell RNA-Analysen und Massenzytometrischen Analysen an Pankreasgewebeschnitten durchgeführt. Dabei konnten molekulare und funktionelle Veränderungen in den Immunzellen und lokalen Signalnetzwerken im Pankreas, ausgelöst durch Nährstoffüberschuss, nachgewiesen werden. Insbesondere konnte gezeigt werden, dass spezifische Subtypen von Makrophagen mit der Auschüttung proinflammatorischer Zytokine auf den Nährstoffüberschuss reagieren und über verschiedene Signalnetzwerke wiederum weitere Immunzellen, wie z.B. zytotoxische T-Zellen in das Pankreasgewebe rekrutieren und aktivieren. Nährstoffüberschuss führt somit nachweislich zu lokalen Entzündungsreaktionen, die durch Aktivierungen und Interaktionen von spezifischen Immunzellen ausgelöst werden und den chronischen Krankheitsverlauf von T2D weiter vorantreiben können.