Diabetes: Beta-Zellen aus der Speckrolle

Basel – Die Lösung für den Insulinmangel von Diabetikern könnte im subkutanen Fettgewebe zu finden sein. Schweizer Forschern ist es gelungen, Stammzellen aus Fettzellen einer 50-jährigen Testperson zu gewinnen und anschließend im Labor in Beta-Zellen zu verwandeln. Die Studie in Nature Communications (2016; doi: 10.1038/ncomms11247) könnte Ausgangsmaterial für eine Zelltransplantation liefern, sofern die Ausbeute ausreichend gesteigert werden kann.

Molekulargenetiker haben in den letzten Jahren gelernt, verschiedene ausgereifte Zellen des Körpers durch eine „genetische Software“ wieder in den Urzustand einer Stammzelle zu verwandeln. Der nächste Schritt besteht darin, diese induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) wieder in Körperzellen zu verwandeln, die den Patienten aus Krankheitsgründen fehlen. Beim Typ 1-Diabetes sind dies die Beta-Zellen im den Langerhans-Inseln des Pankreas, die dem Angriff des Immunsystems zum Opfer gefallen sind. 

Die Versuche, diese Zellen im Labor zu züchten, haben sich jedoch als schwierig erwiesen. Der Weg von der Stamm- zur Betazelle ist zwar bekannt. Er führt über drei Wachstumsfaktoren Ngn3, Pdx1 und MafA. Damit die Zelle aber auf dem richtigen Pfad bleibt, müssen die drei Faktoren im richtigen Moment in der richtigen Menge vorhanden sein. Zu Beginn der Reifung ist MafA erforderlich, erläutert das Team um Martin Fussenegger von der ETH Zürich in Basel. Seine Menge steige ab dem vierten Tag, während des letzten Reifungsschrittes, steil an und bleibe dann auf hohem Niveau konstant. Anders die Konzentrationen von Pdx1 und Ngn3: Letzterer erreiche den höchsten Pegelstand an Tag vier. Danach sinke er ab. Pdx1 hingegen steige zweimal stark an: Zu Beginn und zum Schluss der Reifung. Dazwischen sinke der Pdx1-Pegelstand.

Um dieses „Timing“ der Natur zu reproduzieren, haben die Forscher Schalter in die Zellen eingebaut. Durch Zugabe von Vanillinsäure, einem harmlosen Nahrungser­gänzungsmittel, können sie die Aktivität der einzelnen Faktoren steuern. Am Ende hatten sie Beta-Zellen gezüchtet, die auf einen Zuckerreiz hin Insulin ausschütten. Die Ausbeute an Zellen soll relativ hoch sein. Drei von vier Fett-Stammzellen wollen die Forscher in Beta-Zellen verwandelt haben. Die Zellen produzieren allerdings nur wenig Insulin. Für die Behandlung eines Diabetikers würde dies derzeit noch nicht ausreichen.

Am Ende, so hofft Fussenegger, könnte sein Labor genügend Zellen für eine Transplantation von Beta-Zellen zur Verfügung stellen. Diese Therapie sei ohne eine Immunsuppression möglich, da die Ausgangszellen ja vom Patienten selbst stammen. Was Fussenegger möglicherweise nicht bedacht hat, ist, dass der Typ 1-Diabetes eine Autoimmunerkrankung ist, und die Bereitschaft zum Angriff auf die körpereigenen Insulinproduzenten weiter vorhanden sein könnte. Am Ende käme es wohl auf einen klinischen Versuch an.

rme