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Insulin aus der Dose

Ein experimentelles Verfahren mit insulinproduzierenden Zellen könnte das Leben mit Diabetes künftig leichter machen

von Daniela Pichleritsch, 10.12.2018
Inseltransplantation

Diabetologin Dr. Barbara Ludwig und Transplantationschirurg Dr. Stefan Ludwig mit der Insulindose


Schluss mit heftigen Blutzuckerschwankungen: Davon können manche Menschen mit Diabetes nur träumen. Ihr Blutzucker lässt sich einfach nicht gut einstellen, häufig kommt es zu schweren Unterzuckerungen. Doch dank eines kleinen Behälters in Form einer Dose könnte der Traum von guten Zuckerwerten bald wahr werden. Möglich machen sollen das insulinproduzierende Zellen von Schweinen, die, in diese Dose verpackt, auf das Bauchfell gepflanzt werden.

Im Tierversuch erfolgreich

In einer vor Kurzem veröffentlichten Studie mit diabetischen Affen hat das bereits funktioniert. Bei Tieren, die einen solchen Behälter trugen, halbierte sich der Insulinbedarf, und der Blutzucker normalisierte sich. "Nun möchten wir die erste Studie mit Menschen starten", sagt Diabetologin Dr. Barbara Ludwig vom Klinikum Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden. Die Ärztin forscht mit ihrem Team seit einigen Jahren an Methoden, insulinproduzierende Zellen zu transplantieren.

Wie es gelang, diese in einen Behälter ("Bio-Reaktor") zu packen und den Körper dazu zu bringen, die neuen Zellen zu akzeptieren, zeigt die Bildergalerie. Für Schweine als Spendertiere entschieden sich die Forscher deshalb, weil deren Insulin fast identisch ist mit menschlichem Insulin.

Der Bio-Reaktor: Ein Implantat, das Insulin produziert

Eine Alternative zur Transplantation?

Entwickelt wurde das Insulin aus der Dose als Alternative zur herkömmlichen Inselzell-Transplantation, die es schon länger gibt. Bei diesem Verfahren werden aus Bauchspeicheldrüsen verstorbener Organspender Inselzellen entnommen. Je nach Zelltyp produzieren sie Insulin oder dessen Gegenspieler Glukagon. Die Zellen werden aufbereitet und einem Menschen mit Typ-1-Diabetes eingesetzt. Das Problem dabei: Spenderorgane für eine Transplantation sind rar. Und wenn einem Patienten Inselzellen transplantiert werden, braucht dieser lebenslang Medikamente. So wird verhindert, dass das Immunsystem die transplantierten Zellen zerstört. Solche Immunsuppressiva können starke Nebenwirkungen haben. Beides Gründe, weshalb die Inselzell-Transplantation in Deutschland bei nur etwa hundert Menschen vorgenommen wurde.

Mit dem Insulin aus der Dose gäbe es eine Alternative zur Inselzell-Transplantation für Menschen mit Typ-1-Dia­betes. Durch die besondere Verpackung der insulinproduzierenden Zellen brauchen Patienten keine Medikamente, die ihr Immunsystem unterdrücken. Und Zellen aus speziell gezüchteten Schweinen sind in ausreichender Menge verfügbar. "Erweist sich die Methode in weiteren Studien als erfolgreich, könnten wir künftig viel mehr Menschen mit Typ-1-Diabetes helfen", sagt Forscherin Ludwig.

PD Dr. med. Barbara Ludwig

Hilfe gegen schweren Unterzucker

Bei manchen Diabetikern spielt der Stoffwechsel trotz aller Bemühungen verrückt. Sie haben immer wieder schwere, teils lebensbedrohliche Unterzuckerungen oder extrem hohe Werte. Für diese Patienten soll die Dose Linderung bringen. Ob sich das System bei Menschen als so wirksam und sicher erweist wie im Tierversuch, soll die nächste Studie zeigen: In der von Ludwig und ihrem Team geplanten Untersuchung wird acht Menschen mit Typ-1-Diabetes der Behälter mit Schweinezellen für ein Jahr implantiert. "Derzeit arbeiten wir an der Beantragung bei der zuständigen Behörde", sagt Ludwig. Läuft alles gut, sollen weitere Studien in größerem Umfang folgen.

Heilen lässt sich der Diabetes mit dieser Methode zwar nicht. Dank der implantierten insulinproduzierenden Zellen stabilisieren sich aber die Zuckerwerte. "Wie bei der herkömmlichen Inselzell-Transplantation auch, werden viele Betroffene weiterhin Insulin spritzen müssen. Allerdings weniger als vorher", sagt Ludwig. Um die körpereigene Insulinproduktion vollständig zu ersetzen, müsste man noch viel mehr Inselzellen als bislang möglich in den Behälter füllen. Unklar sei zudem, wie lange die Schweine-Inselzellen darin überleben. "Im Idealfall einige Jahre", sagt Ludwig. Dafür ist es unverzichtbar, dass der Nutzer die Inselzellen über zwei Zugänge unter der Haut täglich mit Sauerstoff versorgt — mithilfe einer kleinen Pumpe oder per Spritze. Beim Folgemodell soll dies nur noch einmal wöchentlich nötig sein.

In Zukunft Insulin aus Stammzellen?

Weltweit arbeiten Wissenschaftler an ähnlichen Methoden. US-Forscher verwenden etwa statt Schweinezellen aus mensch­­lichen Stammzellen hergestellte insulinproduzierende Zellen und testen verschiedene Schutzbehälter. Bis sich diese Methode etabliert hat, dürfte es jedoch noch viele Jahre dauern.

Weiter fortgeschritten ist die Entwicklung einer sogenannten künstlichen Bauchspeicheldrüse. Dabei handelt es sich nicht um ein Ersatz­organ, das transplantiert wird, sondern um ein spezielles System der Insulintherapie. Es besteht aus einem Sensor, der den Zuckerspiegel überwacht, und einer Insulinpumpe, welche das Hormon in den Körper abgibt. Viele Menschen mit Typ-1-Diabetes nutzen bereits eine Pumpe oder einen Sensor. Neu an der künstlichen Bauchspeicheldrüse ist die Software, welche die Insulindosis weitestgehend automatisch berechnet und die Abgabe steuert.

Bald auch in Deutschland?

Die erste künstliche Bauchspeicheldrüse kam 2017 in den USA auf den Markt. Sie erleichtert dort bereits rund 100.000 Menschen mit Typ-1-Diabetes ihre Therapie. Bis das System in Deutschland erhältlich sein wird, könnte es noch Jahre dauern. Studien mit Typ-1-Diabetikern zeigen, dass sich der Blutzucker-Langzeitwert der Träger deutlich bessert. Auch hier feilen die Forscher daran, das System weiter zu optimieren.
Zwei potenzielle Möglichkeiten also, im Kampf gegen schlechte Zuckerwerte endlich die Oberhand zu gewinnen. Noch können wir hierzulande aber nur davon träumen.

Forschung für Menschen mit Diabetes

Das Forscherteam vom Klinikum Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden gehört zum Deutschen Zentrum für Diabetesforschung e.V. (DZD).  Die Forscher des DZD arbeiten unter anderem an Möglichkeiten, Typ-1-Diabetes zu heilen oder sogar ganz zu verhindern. Mehr Informationen unter: www.dzd-ev.de.


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