Medizin

Stammzellen kontrollieren Diabetes bei Mäusen

Donnerstag, 21. Februar 2008

San Diego – US-amerikanischen Forschern ist möglicherweise ein wichtiger Schritt hin zu einer Stammzelltherapie des Typ-I-Diabetes-mellitus gelungen. Sie brachten humane embryonale Stammzellen dazu, auf einen Glucosereiz hin Insulin zu produzieren. Die Versuchstiere wurden einer Publikation in Nature Biotechnology (2008; doi:10.1038/nbt1393) zufolge (wenigstens vorübergehend) von ihrer diabetischen Stoffwechsellage geheilt. Einige Tiere entwickelten jedoch Tumoren.

Der Typ-I-Diabetes-mellitus gehört zu den ersten Erkrankungen, bei denen embryonale Stammzellen zum Einsatz kommen könnten. Klinische Studien haben nämlich gezeigt, dass Patienten durch die Infusion von Inselzellen (in die Pfortader) von den mehrmals täglichen Insulininjektionen befreit werden können. Die Inseln siedeln sich in den venösen Sinusoiden der Leber an und unterstützen von dort aus die Blutzuckerregulierung. Nach einiger Zeit sterben sie aber ab und die Therapie müsste wiederholt werden.

Dies ist jedoch nicht realistisch, da die Inselzellen bislang aus menschlichen Organtransplantaten bezogen werden. Der Organmangel verhindert deshalb die stärkere Verbreitung der Inselzelltransplantation. Ein weiterer Nachteil ist die Notwendigkeit zur Immunsuppression, da die Inselzellen ansonsten abgestoßen werden würden. Auch deshalb hat sich diese Therapie bisher nicht etablieren können. Anders wäre dies, wenn sich embryonale Stammzellen zu Beta-Zellen differenzieren ließen. Dies würde den Mangel bei den Organspenden beheben und wenn man dann die Stammzellen noch aus Zellen des Patienten selbst gewinnen könnte (Stichwort adulte Stammzellen), könnte dies die Therapie des Typ-I-Diabetes-mellitus grundlegend verändern. So weit ist die Forschung jedoch noch nicht. Schon der Entwicklungsschritt von den embryonalen Stammzellen hin zu Beta-Zellen hat sich als schwierig erwiesen. Um als Therapie infrage zu kommen, müssen die Zellen nicht nur in der Lage sein, Insulin zu produzieren. Wichtiger ist ihre Fähigkeit, den Blutzucker zu messen.

Solche Zellen konnten bisher weltweit in keinem einzigen Labor gezüchtet werden. Auch die Forscher von Novocell in San Diego mühten sich viele Jahre vergeblich. Jetzt scheint ihnen ein kleiner Durchbruch gelungen zu sein. Zwar können sie auch weiterhin keine funktionsfähigen Beta-Zellen im Labor züchten. Sie fanden jedoch heraus, dass diese Zellen im Organismus gebildet werden, wenn den Tieren endodermale Vorläuferzelle des Pankreas injiziert werden. Diese Zellen befinden sich in etwa auf der Entwicklungsstufe eines sechs bis neun Wochen alten Embryos. In den Versuchstieren reifen sie jedoch schnell zu Beta-Zellen heran, wie die Gruppe um Emmanuel Baetge berichtet.

Die Forscher implantierten den Mäusen humane Vorläuferzellen, die nach etwa 30 Tagen zu Beta-Zellen herangereift waren. Die Forscher wiesen nach einem Glucosebelastungstest Insulin (und C-Peptid) im Blut der Mäuse nach, deren Menge in etwa der von 3.000 menschlichen Inselzellen entsprach. Die histologische Untersuchung ergab, dass es sich tatsächlich um Beta-Zellen handelte. Sie enthielten die Transkriptionsfaktoren für die Bildung von Pro-Insulin und auch die typischen sekretorischen Granula wurden gesichtet.

Schließlich wiederholten die Forscher die Versuche an Tieren, deren eigene Beta-Zellen sie zuerst durch das Gift Streptozotocin zerstört hatten. Die dadurch unvermeidliche Hyperglykämie wurde durch die Transplantation der Stammzellen verhindert. Als die Stammzellen nach hundert Tagen wieder entfernt wurden, waren die Tiere sofort wieder diabetisch. Diese Experimente belegen, dass die Therapie durchaus ein therapeutisches Potenzial hat.

Doch es zeigte sich auch, dass Stammzellen nicht nur positive Eigenschaften haben. Bei sieben von 105 Versuchstieren kam es zur Bildung von Teratomen in den Implantaten. Teratome sind zwar in der Regel gutartig. Das Potenzial zu einer malignen Transformation ist jedoch vorhanden. Das stellt den gesamten Therapiesansatz infrage, denn ein Krebsrisiko wäre sicherlich kein akzeptabler Tausch für den Verzicht auf die täglichen Insulininjektionen (und Blutzuckerkontrollen). Es bleibt deshalb abzuwarten, ob die US-amerikanische Zulassungsbehörde auf der jetzigen Stufe der Forschung einer klinischen Studie zustimmen wird, um welche die Firma nach US-Presseberichten bereits nachgesucht haben soll. Vermutlich wird der Antrag abgelehnt, bis die Firma ein sicheres Verfahren ohne Tumorrisiko entwickelt hat. © rme/aerzteblatt.de

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