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Medizin

Typ-1-Diabetes: Inselzellen mit eigener Sauerstoffversorgung normalisieren Blutzucker

Donnerstag, 26. April 2018

Inselzellen der Bauchspeicheldrüse und Sauerstoffmoleküle /Christine Daniloff, MIT

Cambridge/Massachusetts – Eine unter der Haut implantierte Kapsel mit Betazellen, die von einem eingebauten Tank aus mit Sauerstoff versorgt werden, hat bei Ratten mit Typ-1-Diabetes den Blutzucker über mehrere Monate kontrolliert. Die Tiere benötigten laut der Publikation in Scientific Reports (2018; 8: 6508) keine Immunsuppression. Einziges Manko ist, dass der Sauerstofftank täglich neu gefüllt werden musste.

Ein Typ-1-Diabetes kann heute wenigstens vorübergehend durch eine Inselzell­transplantation geheilt werden. Die Inselzellen werden dabei über einen Katheter in die Leber infundiert. Sie überleben dort nur, wenn die Patienten regelmäßig Immunsuppressiva einnehmen. Da die Nebenwirkungen dieser Medikamente größere Nachteile haben als die täglichen Insulininjektionen, wird die Therapie heute nur in Ausnahmefällen durchgeführt, etwa wenn die Patienten wegen einer Nierentransplan­tation ohnehin Immunsuppressiva einnehmen müssen.

Auf eine Immunsuppression kann verzichtet werden, wenn die Inselzellen in Kapseln eingeschlossen sind, die Blutzucker und Insulin passieren lassen, die Abwehrzellen allerdings von einem Angriff fernhalten. Bisherige Versuche mit verkapselten Inselzellen scheiterten an der fehlenden Sauerstoffversorgung der Betazellen. 

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Ein Forscherteam aus Israel und den USA schlägt als Lösung eine Kapsel vor, die über einen eingebauten Sauerstofftank verfügt. Der Prototyp, der für erste Experimente an Ratten verwendet wurde, hat einem Durchmesser von etwa 3 Zentimetern und eine Dicke von 7 Millimetern. Er besteht einmal aus einer Kammer mit etwa 2.400 Inselzellen, die in eine Matrix aus Alginat eingebettet sind. Eine poröse Membran erlaubt einen Stoffaustausch mit der Umgebung, hält allerdings Abwehrzellen und größere Proteine fern. Der zweite Bestandteil ist ein Gastank, der mit einer Mischung aus Sauerstoff und Stickstoff gefüllt ist. Über eine Membran wird die Kapsel mit den Inselzellen konstant mit Sauerstoff versorgt.

Erste Experimente zeigen, dass die Inselzellen dank der Sauerstoffversorgung überleben. Nach der Implantation unter die Haut von diabetischen Ratten stabilisierten die Kapseln den Blutzucker über einen Zeitraum von mehr als 7 Monaten. Der Verlust an Inselzellen war nach Auskunft von Clark Colton vom Massachusetts Institute of Technology gering.

Das Implantat hat 2 Nachteile. Zum einen ist eine relativ große Gaskammer erforderlich. Colton schätzt, dass für Menschen mit Typ-1-Diabetes 2 Implantate mit einem Durchmesser von 5,6 Zentimetern erforderlich wären (oder eines mit 8 Zentimetern Durchmesser). Sie könnten über eine kleine Operation ähnlich wie ein Herzschrittmacher unter der Bauchhaut implantiert werden. Der zweite Nachteil ist die regelmäßige Befüllung der Sauerstoffkammer. Bei den Tieren erfolgte dies einmal täglich unter einer Kurznarkose. Die Forscher hoffen, die Intervalle auf 1 Woche verlängern zu können. Ob dies für Patienten mit Typ-1-Diabetes eine akzeptable Alternative zu den täglichen Insulininjektionen wäre, dürfte vom genauen Design der Implantate abhängen. © rme/aerzteblatt.de

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