Transplantation künstlicher Bauchspeicheldrüsen in diabetische Mäuse

(04.03.2002) Seit vielen Jahren arbeiten Forscher an neuartigen Therapiekonzepten für die Behandlung des Diabetes mellitus Typ 1. Ziele sind die Verhinderung von Folgeerkrankungen und die Verbesserung der Lebensqualität. Dazu gehört auch die Vision, eines Tages auf Insulininjektionen verzichten zu können.

Gewebe einer gesunden
Bauchspeicheldrüse

Japanische Forscher haben künstliche Bauchspeicheldrüsen unter die Haut (subkutan) diabetischer Mäuse transplantiert.
Um eine künstliche Bauchspeicheldrüse (künstliches Pankreas) zu konstruieren, wurden insulinproduzierende Inseln von insgesamt 750 Ratten entnommen und in ein Gel (Agarose/PSSa) eingekapselt. Um eine gute Sauerstoffversorgung der transplantierten Inselzellen zu gewährleisten, wurden winzige Gelantin-Kügelchen mit einem Wachstumsfaktor (bFGF-Fibroblastenwachstumsfaktor) unter die Haut gespritzt. Dadurch sollte das Wachstum neuer Blutgefäße angeregt werden.

Die Empfänger der Transplantate wurden ein 3 Gruppen eingeteilt. Die erste Gruppe erhielt das Transplantat und die Gelatin-Kügelchen mit dem Wachstumsfaktor (bFGF). Die Zweite Gruppe wurde mit wachstumsfaktorfreien Kapseln behandelt. Die dritte Gruppe (Kontrollgruppe) erhielt ausschließlich das Transplantat ohne die Zusatzbehandlung.

Sämtliche Empfänger der künstlichen Bauchspeicheldrüsen erreichten eine normale Blutzuckereinstellung für eine Woche. 8 von 10 Mäusen der ersten Gruppe (Transplantat und Wachstumsfaktorbehandlung) konnten das normale Blutzuckerniveau für 38-101 Tage aufrecht erhalten und nahmen an Gewicht zu. Bei 2 von 10 Mäusen wurde eine Erhöhung des Blutzuckers festgestellt, als ihnen das Transplantat entfernt wurde. Untersuchungen der entfernten Transplantate konnten zeigen, daß die Inselzellen lebensfähig und intakt waren. Eine Überwucherung durch Bindegewebszellen (Fibroblasten), welche die Insulinausschüttung hätte behindern können, war nicht zu verzeichnen. Die Glukose-Toleranz konnte im Vergleich zur Kontrollgruppe (Gruppe 3) bedeutend verbessert werden, sie war jedoch im Vergleich zu gesunden, nicht diabetischen Mäusen schlechter.

Es ist völlig unklar, ob diese tierexperimentellen Daten auf den Menschen übertragbar sind. Außerdem bleibt zu klären, wie lange und unter welchen Begleitumständen derartige Transplantate funktionstüchtig bleiben.

Das Problem bei Inselzellen, welche in ein Gel eingekapselt werden, ist sicherlich die Abgrenzung des Organs durch unterschiedliche Gewebetypen des Empfängers.

Derzeit ist die Inselzelltransplantation eine Therapieoption für eine kleine Gruppe von Diabetikern. Hierbei werden Pankreasinseln oder insulinproduzierende Zellen von Organspendern isoliert und in diabetische Empfänger transplantiert . Bei einer Transplantation besteht jedoch die Gefahr einer Abstoßungsreaktion, die durch Medikamente (Immunsuppressiva) zwar vermindert, jedoch nicht immer verhindert werden kann. Diese Patienten müssen lebenslang immunsuppressiv wirkende Medikamente einnehmen. Insbesondere wegen der Gefahr der Tumorentstehung ist diese Art der Therapie für Kinder mit einem Diabetes nicht geeignet.

Inselzellen, welche durch eine geeignete Kapsel ummantelt werden, können durch die Oberflächenbeschaffenheit des Kapselmaterials vor Immunzellen und Antikörpern des eigenen Körpers geschützt werden. Durch dieses Verfahren besteht die Möglichkeit, auf eine immunsuppressive Therapie zu verzichten und damit die Gefahr der Abstoßung sowie einer Tumorentstehung zu umgehen.

Gunilla Erdmann, Prof. Dr. med. Werner Scherbaum, 24.02.2002

Quelle:
Wang et al. Reversal of diabetes in mice by xenotransplantation of a bioartificial pancreas in a prevascularized subcutaneous site. Transplantation 2002 January 15; 73 (1): 122-129