Inselzell-Transplantation geht unter die Haut

Seit Jahren gibt es die intraportale Transplantation von pankreatischen Inselzellen, also in das Blutgefäßsystem der Leber, um Typ-1-Diabetikern den lebenslangen Gebrauch von Insulin zu ersparen. Allerdings gilt diese chirurgische Therapie immer noch als experimentell. Bei der Infusion der Spenderzellen in die Leber treten zudem häufig Komplikationen wie Hämorrhagien, Portalvenenthrombosen, Entzündungsantworten und Amyloidosen auf, welche zu einem Verlust des Transplantats führen können.

Auch mit Transplantationen unter die Haut wird schon länger experimentiert. Bis zum jetzigen Zeitpunkt stellten jedoch vor allem Nähr- und Sauerstoffmangel ein unüberwindbares Hindernis für subkutan applizierte, allogene Inselzelltransplantate dar. In einer neuen Publikation im Fachjournal »Nature Metabolism« berichten Forscher der University of Pennsylvania, Philadelphia, wie es ihnen gelang, mithilfe einer speziellen Kollagenmatrix das Überleben der subkutan injizierten Inselzellen langfristig zu gewährleisten.

Diese neuartige Matrix (IVM; Islet Viability Matrix) besteht aus humanem Kollagen 1, L-Glutamin, fetalem Kälberserum sowie Natriumbicarbonat und unterstützt den Erhalt der Morphologie und Funktion der verabreichten Zellen. In verschiedenen Tiermodellen konnten transplantierte Inselzellen von Mäusen, Schweinen und Menschen auf diese Art und Weise einen künstlich induzierten, insulinpflichtigen Diabetes mellitus bei immuninkompetenten Mäusen umkehren. Die gemessenen Blutglucose- und C-Peptid-Werte von diesen Mäusen unterschieden sich nicht von denen nicht-diabetischer Mäuse.

Im nächsten Schritt konnten die Ergebnisse an immunkompetenten Tieren, denen Anti-B-Lymphozyten-Stimulator-Antikörper und Rapamycin zur Immunsuppression verabreicht wurden, histologisch bestätigt werden. Anschließende Versuche zeigten wiederholt die Überlegenheit der IVM-basierten Methode gegenüber der bislang praktizierten Transplantation in die Lebergefäße.

Als Mechanismus für das verlängerte Überleben in den IVM-Gruppen wurde eine modifizierte Genexpression von GLUT2 und eine vermehrte Aktivierung anti-apoptotischer Stoffwechselwege angenommen, was die Autoren in nachfolgenden immunhistochemischen Tests verifizieren konnten. Schlussendlich wird mit Pankreas-explantierten Javaner-Affen ein präklinisches Modell gezeigt, mit welchem sogar 918 Tage nach der Operation funktionsfähige, transplantierte Inselzellen nachgewiesen werden konnten.

Die Autoren um Dr. Ming Yu schlussfolgern, dass die subkutane Inselzelltransplantation mit IVM eine wirkungsvolle Alternative zur gängigen intraportalen Inselzelltransplantation bei Menschen mit Typ-1-Diabetes darstellen könnte. Die verbesserte lokale Neovaskularisation, überlebensfördernde zelluläre Signale und die Herabregulierung des programmierten Zelltodes dürften der Grund für das dauerhafte Überleben der IVM-Inselzellen sein.

Die Forscher hoffen sogar, dass sich nicht nur Spenderzellen so transplantieren lassen, sondern auch aus Stammzellen gezüchtete Betazellen. Das würde das Problem lösen, dass zu wenige Transplantate zur Verfügung stehen. Allerdings müssen Sicherheit und Wirksamkeit der subkutanen Inselzell-Transplantation zunächst noch in klinischen Studien am Menschen überprüft werden.