Insulin aus der Dose |
 | 08.04.2014 16:50 Uhr |
Von Sven Siebenand, Dresden / Erstmals ist es Forschern gelungen, einem Typ-1-Diabetiker einen sogenannten Bioreaktor mit Inselzellen einzupflanzen. Das System übernimmt bei dem Patienten die Funktion der Bauchspeicheldrüse und produziert selbstständig Insulin. Erste Ergebnisse stellten Experten auf dem Symposium der Deutschen Gesellschaft für Endokrinologie (DGE) in Dresden vor.
Die Transplantation einer Bauchspeicheldrüse oder der insulinproduzierenden Langerhans-Inseln des Organs ist bei Typ-1-Diabetes schon seit Längerem möglich. Sie kommt aber nur bei wenigen, zum Beispiel sehr schwer einstellbaren und unterzuckerungsgefährdeten Patienten infrage. Ein wichtiger Grund für diese strenge Indikationsstellung ist, dass der Eingriff die Einnahme von Immunsuppressiva notwendig macht, um eine Abstoßungsreaktion zu verhindern.
Forscher vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus in Dresden haben nun einen Weg gefunden, um die Inselzellen vor dem Angriff des Immunsystems zu schützen. Der von ihnen entwickelte Bioreaktor ist eine kleine Dose, die mit menschlichen Inselzellen gefüllt ist. Er erspart den Patienten die immunsuppressive Therapie. Denn das System schützt die Spenderzellen vor Angriffen des Immunsystems, lässt aber umgekehrt das Insulin in den Körper gelangen. Wie Professor Dr. Stefan R. Bornstein vom Uniklinikum Dresden informierte, sind die Inselzellen in Alginat immobilisiert. Diese Verkapselung allein sei aber noch nichts Neues. Das »Ei des Kolumbus« sei die kontrollierte Sauerstoffversorgung der Zellen, die dadurch aktiv bleiben. Bornstein, unter dessen Leitung der erste Bioreaktor implantiert wurde, sprach von einem Durchbruch, da verkapselte Inselzellen wegen des Sauerstoffmangels bisher nicht lange überlebten.
Sauerstoff zum Überleben
Der Mediziner gab auch eine Erklärung, warum man die Inselzellen ausgerechnet in Algen verkapselt hat. »Algen machen Photosynthese und produzieren auch bei geringem Lichtangebot Sauerstoff«, erklärte Bornstein die initiale Idee. Allerdings sei die Sauerstoffproduktion der Algen bisher nicht ausreichend hoch, um das Leben der Zellen zu gewährleisten. Aufwendige und kostspielige Maßnahmen würden dies aber irgendwann möglich machen. Derzeit trügen die Algen nichts zur Sauerstoffversorgung bei. Vielmehr sei in dem Bioreaktor ein Sauerstofftank eingebaut, der regelmäßig von außen befüllt werden müsse. Zukünftig kann sich Bornstein auch vorstellen, dass die Sauerstoffproduktion und damit -versorgung über chemische Prozesse erfolgt, sodass dann die ständige Applikation des Gases über den nach außen geführten, unter der Haut liegenden Schlauch entfallen könnte.
Wie Dr. Barbara Ludwig vom Uniklinikum Dresden auf dem Symposium erläuterte, wurde der entwickelte Reaktor zunächst an Kleintieren und Schweinen erfolgreich getestet, bevor dann im Rahmen eines individuellen Heilversuchs der große Schritt zur Behandlung beim Menschen erfolgte. Der 63-jährige Patient ist langjähriger Typ-1-Diabetiker und wies eine metabolische Instabilität auf. Ihm wurde der Bioreaktor von außen auf das Bauchfell (preperitoneal) implantiert. Ludwig zufolge konnte bei ihm dadurch die Glykämiekontrolle verbessert werden und der Insulinbedarf ging zurück.
Positiver C-Peptid-Nachweis
Einen direkten Nachweis, dass der implantierte Bioreaktor Insulin produziert, fanden die Wissenschaftler, indem sie bei dem Patienten nach einem intravenösen Glucosetoleranztest das C-Peptid bestimmten. Dieses Teil des Proinsulins wird bei der Umwandlung von Proinsulin in Insulin enzymatisch abgespalten und mit dem Insulin ins Blut abgegeben. Das C-Peptid dient Forschern als Marker für die Sekretion der Betazellen. Vor der Transplantation war der Patient C-Peptid-negativ, so Ludwig. Die Messungen drei, sechs und neun Monate nach der Transplantation des Bioreaktors zeigten, dass das C-Peptid wieder nachweisbar war, im Körper also wieder Insulin produziert wurde. Allerdings waren die gemessenen C-Peptid-Werte nicht so hoch wie bei Gesunden, was ein Hinweis darauf ist, dass das System nicht genug Insulin produziert.
Nach zehn Monaten entnahmen die Forscher dem Patienten das System wieder. Ihre Untersuchungen zeigten, dass die Inselzellen zu diesem Zeitpunkt noch am Leben waren. Das ist ein erster wichtiger Erfolg, jedoch muss das System seine Funktionsfähigkeit später auch über einen längeren Zeitraum unter Beweis stellen. Bornstein sagte, dass diese Form der Diabetestherapie noch in der Erprobung ist und weiterentwickelt wird. In vier bis fünf Jahren könne es dann aber ein System geben, das für alle Patienten praktikabel sein könnte. Wichtig sei, dass es soviel Insulin produziert, dass der Patient kein zusätzliches Insulin mehr spritzen muss.
Für den Experten sind nach dem jetzigen Erfolg auch ganz neue, bisher undenkbare Optionen vorstellbar. So könnte Patienten künftig sogar insulinproduzierende Zellen vom Schwein eingesetzt werden. Da sie im Bioreaktor mit dem Körper nicht direkt in Kontakt kämen, würde das menschliche Immunsystem sie nicht abstoßen. »Damit wäre auch das Problem fehlender Spenderorgane gelöst«, so Professor Dr. Helmut Schatz, Mediensprecher der DGE aus Bochum, in einer Pressemitteilung der Gesellschaft. Denn für die Isolierung menschlicher Inselzellen werden mehrere Bauchspeicheldrüsen benötigt, was angesichts des Mangels an geeigneten Spenderorganen die Möglichkeiten stark einschränkt.
»Viel mehr Menschen mit Diabetes als bisher könnten von einer Inselzelltransplantation profitieren«, so Schatz. Ludwig informierte in diesem Zusammenhang, dass die xenogene Spende von Inselzellen bereits in präklinischen Untersuchungen getestet wird. Sollten diese erfolgreich verlaufen, könnte in ein paar Jahren auch eine Untersuchung am Menschen möglich werden. /
