Transplantierte Zellen sollen Blutzuckerspiegel regeln
Täglich Insulin spritzen? Vielleicht ist damit irgendwann Schluss. Zumindest bei tierischen Diabetikern ist es Forschern nun gelungen, Zellen unter die Haut zu verpflanzen, die das Hormon herstellen.
Menschen mit Typ-1-Diabetes können selbst kein Insulin mehr herstellen und müssen sich das Hormon daher je nach Bedarf spritzen. Ein Team um den Mediziner Divyansh Agarwal von der University of Pennsylvania hat nun eine neue Methode entwickelt, um diabeteskranken Tieren jene Zellen aus der Bauchspeicheldrüse zu transplantieren, die das Hormon herstellen. Die Forscher setzten Mäusen und Affen Insulin produzierende Zellen, so genannte Inselzellen, von tierischen oder menschlichen Spendern unter die Haut, eingebettet in eine neuartige Spezialmatrix. Mehr als zwei Jahre lang konnte ein Affe seinen Blutzuckerspiegel so optimal regulieren, berichtet das Team in der Fachzeitschrift »Nature Metabolism«.
Das Hormon Insulin senkt den Blutzuckerspiegel, indem es den Zucker aus dem Blut in die Zellen schleust. Bei Typ-1-Diabetikern zerstört allerdings das eigene Immunsystem Insulin produzierende Zellen, weshalb sie permanent einen zu hohen Blutzuckerspiegel aufweisen. Es ist bereits heute möglich, Betroffenen Insulin produzierende Inselzellen – auch Langerhans-Inseln genannt – zu transplantieren. Dazu werden die Zellen aus der eigenen Bauchspeicheldrüse oder der eines Spenders isoliert und in die Leber des Patienten eingebracht. Dort integrieren sie sich in das Gewebe und stellen Insulin sowie dessen Gegenspieler Glukagon her. Bei Menschen, denen die Bauchspeicheldrüse auf Grund eines Tumors entfernt werden musste, funktioniert diese Therapie relativ gut, da man ihnen ihre eigenen, noch gesunden Inselzellen einsetzen kann. Allerdings ist die Leber nicht der optimale Ort für die Drüsenzellen; sie überleben dort nicht lange, und es kann zu Entzündungen kommen. Außerdem ist ein solcher Eingriff aufwändig und risikobehaftet.
Wesentlich einfacher wäre es, die Spenderzellen dem Empfänger direkt unter die Haut zu verpflanzen. Außerdem könnte Ärzte so besser kontrollieren, ob es zu Komplikationen kommt und die Transplantate notfalls schnell wieder entfernen.
In einem Bett aus Kollagen leben Inselzellen länger
In der Bauchspeicheldrüse sind die Zellen, die Insulin und Glukagon herstellen, in einer Matrix aus Eiweißfasern, den Kollagenen, eingebettet. Sie sind ein wichtiger Bestandteil des Bindegewebes und kommen in der Haut, Knochen, Zähnen, Knorpeln, Sehnen und Bändern aller Säugetiere vor. Vorherige Studien haben gezeigt, dass ein Mantel aus diesen Proteinen Inselzellen dabei hilft, länger zu überleben. Auf Basis dieses Wissens konzipierte das Team von der University of Pennsylvania eine spezielle Kollagen-Matrix. Dieser mischte es einer Nährstoffkombination bei, bei der sich Inseln in der Kulturschale besonders wohl gefühlt hatten.
Zunächst erprobten die Forscher ihre neue Methode an rund 100 diabeteskranken Mäusen. Sie setzten ihnen in Matrix gebettete Inselzellen von anderen Mäusen, Schweinen oder Menschen im Bauchraum unter die Haut. Und tatsächlich: Die Tiere konnten ihren Blutzucker von nun an selbst regulieren. Untersuchungen von Gewebeproben ergaben, dass die fremden Inselzellen gut angewachsen waren und im Schnitt mehr als 100 Tage lang die gewünschten Hormone produzierten. Schnitten die Mediziner die Transplantate wieder heraus, so stieg der Zuckerspiegel der Nager wieder in ungesunde Höhen.