Perspektiven der Stammzell- und Gentherapie bei Diabetes mellitus - neue medikamentöse Behandlungsmöglichkeiten

In Deutschland leben derzeit ca. 5 Millionen Patienten mit Diabetes und die Häufigkeit der Erkrankung ist ansteigend. Eine wesentliche Ursache der Erkrankung besteht entweder in einer Zerstörung der Insulin produzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse (Typ 1) oder in einer Fehlfunktion dieser Zellen (Typ 2). Deshalb sind Diabetiker häufig lebenslang auf die Insulinspritze angewiesen.

PD Dr. med. Jochen Seufert,
Bereich Stoffwechsel; Endo-
krinologie und Molekulare
Medizin; Medizinische Poli-
klinik der Universität Würz-
burgHier eine Übersicht über diesen Artikel:

Diese Behandlungsmöglichkeit ist jedoch nicht so gut, wie eine funktionierende eigene Insulinproduktion der Bauchspeicheldrüse, so dass eine dauerhafte Normalisierung der Blutzuckerspiegel meist nicht gelingt.

Dies führt langfristig immer noch bei bis zu 50% der Diabetikern zur Entwicklung von Folgeerkrankungen wie Herzinfarkt, Schlaganfall, Nierenfunktionseinschränkung bis zur Dialyse, Sehstörungen mit der Gefahr der Erblindung und Nervenschäden. Hierdurch entstanden im Jahr 2000 alleine für Diabetiker Kosten im gesetzlichen Gesundheitssystem in Deutschland von ca. 18,5 Milliarden DM.

Derzeit wird intensiv nach Möglichkeiten gesucht, die körpereigene Insulinproduktion durch den Ersatz der zerstörten Zellen der Bauchspeicheldrüse beim Diabetikern wieder herzustellen. Dies kann derzeit bereits durch die Transplantation der gesamten Bauchspeicheldrüse (Pankreastransplantation) oder von isolierten Insulin produzierenden Zellen (Pankreasinseltransplantation), wie sie in Deutschland an der Universitätsklinik in Giessen (Prof. Bretzel) durchgeführt wird, erfolgen. In den letzten Jahren wurde dieses Verfahren klinisch derart verfeinert, dass eine langdauernde Unabhängigkeit der Diabetiker von der Insulinspritze erreicht werden konnte.

Leider steht einem breiten Einsatz dieser neuen Behandlungsmöglichkeit ein Mangel an Spenderorganen gegenüber. Aus diesem Grund wird weltweit intensiv daran gearbeitet, Insulin produzierende Zellen im Reagenzglas zu züchten, damit diese dann für die Transplantation bei vielen Diabetikern zur Verfügung stehen. Vielversprechende Ergebnisse wurden in den letzten Jahren auf dem Gebiet der Gewinnung Insulin produzierender Zellen aus Stammzellen erarbeitet.

Stammzellen stellen Vorläuferzellen dar und bergen die Möglichkeit der Selbsterneuerung. Dies bedeutet, dass aus diesen Vorläuferzellen im Reagenzglas auch Insulin produzierende Zellen hergestellt werden können.

sogenannte embryonale Stammzellen
sogenannte mesenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark
sogenannte gewebsspezifische (adulte) Stammzellen aus Organen des erwachsenen Menschen

Aus embryonalen Stammzellen des Menschen können im Reagenzglas Insulin produzierende Zellen gezüchtet werden. In Deutschland stehen der Verwendung von embryonalen Stammzellen des Menschen allerdings derzeit ethische Bedenken und gesetzliche Einschränkungen entgegen.

Eine Alternative stellen gewebsspezifischen Stammzellen aus der Bauchspeicheldrüse selbst dar. Auch aus diesen Stammzellen können im Reagenzglas Insulin produzierende Zellen gezüchtet werden und in Tiermodellen konnte bereits gezeigt werden, dass diese Zellen nach Transplantation den Blutzuckerspiegel senken können.

Somit birgt dieser Ansatz der Stammzellbehandlung neue Hoffnung für Diabetiker, in der Zukunft möglicherweise dauerhaft unabhängig von der Insulinspritze zu werden.

Abb.: Strategie für die Stammzelltherapie des Diabetes mellitus

In einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekt zwischen der Medizinischen Poliklinik der Universität Würzburg (PD Dr. med. Jochen Seufert) und dem Inseltransplantationszentrum in Giessen (Prof. Dr. med. R. Bretzel) werden nun Möglichkeiten entwickelt, diese neue Behandlungsmethode für Diabetiker verfügbar zu machen. Gelingt dies, können große Mengen transplantierbarer Zellen erzeugt werden, und die Abhängigkeit von Organspenden entfällt. Dieser neue Ansatz stellt somit eine hochaktuelle neue Behandlungsoption dar.

Die Gentherapie zielt vor allem darauf ab, die Insulinproduktion in anderen Organen als der Bauchspeicheldrüse zu ermöglichen. Dies konnte bisher in Leber- und Muskelzellen erreicht werden. Allerdings war diese Insulinproduktion bisher nur sehr unzureichend.

Allerdings wurde eine ausreichende Insulinproduktion kürzlich durch einen eleganten gentherapeutischen Ansatz im Darm erreicht. Durch die Arbeitsgruppe von Dr. Timothy Kieffer von der University of Alberta in Edmonton, Canada, konnte gezeigt werden, dass dort im Tiermodell eine Insulinsekretion erreicht werden kann, welche sich nicht von der Insulinsekretion aus der Bauchspeicheldrüse unterschied. Durch diesen Ansatz kann nun in der Zukunft eine gentherapeutische Behandlung von Patienten mit Diabetes entwickelt werden.

In den letzten beiden Jahren sind mehrere neue Medikamentengruppen für die Behandlung von Diabetikern verfügbar geworden, die schon derzeit die Hoffnung auf eine bessere Einstellung des Diabetes in sich bergen.

PD Dr. med. Jochen Seufert, Bereich Stoffwechsel; Endokrinologie und Molekulare Medizin; Medizinische Poliklinik der Universität Würzburg