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Transplantation tierischer Inselzellen - Künstliche Bauchspeicheldrüse

Transplantation tierischer InselzellenKünstliche Bauchspeicheldrüse

Einem Forscherteam gelingt im Tiermodell erstmals die erfolgreiche und sichere Transplantation von Inselzellen eines Schweins mittels einer künstlichen Bauchspeicheldrüse.

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Wirkungsweise des Bioreaktors

Diabetes mellitus Typ 1 ist eine Autoimmunerkrankung, die zur irreversiblen Zerstörung von insulinproduzierenden Betazellen, auch Inselzellen genannt, führt. In den letzten Jahrzehnten wurden erhebliche Fortschritte bei Betazellersatztherapien erzielt. Der Mangel an geeigneten Spenderorganen und die Notwendigkeit einer dauerhaften Unterdrückung des Immunsystems, um eine Abstoßung zu verhindern, schränken jedoch eine weiter verbreitete Anwendung dieser Strategien ein.

In einer aktuellen Publikation im Fachblatt „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America“ (PNAS) präsentiert eine internationale Forschergruppe aus Diabetes-Spezialisten und Chirurgen um die Dresdner Wissenschaftler Privat-Dozentin Dr. Barbara Ludwig, Dr. Stefan Ludwig und Prof. Stefan R. Bornstein vom Uniklinikum Carl Gustav Carus eine experimentelle Studie mit einer künstlichen Bauchspeicheldrüse. Dieser „Bioreaktor“, entwickelt mit der israelischen Firma „Beta-O2 Technologies“, erlaubt die Transplantation von artfremden, also xenogenen Inselzellen, ohne das Immunsystem zu beeinflussen. Die Forscher konnten in Kooperation mit dem Deutschen Primatenzentrum in Göttingen bei nicht-menschlichen Primaten eine stabile Transplantatfunktion und eine ausreichende Glucose-regulierte Insulinsekretion ohne die Notwendigkeit einer immunsuppressiven Medikation nachweisen. Diese Strategie eröffnet neue Möglichkeiten für eine breitere und sichere Anwendung verschiedener zellbasierter Therapien.

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Bislang ist die Transplantation von Inselzellen zur Behandlung von Typ-1-Diabetes auf Patienten beschränkt, deren Stoffwechsel infolge der Erkrankung eine kritische Instabilität erreicht hat. Dies ist insbesondere zum einen auf die Notwendigkeit einer permanenten Immunsuppression und zum anderen auf den Mangel an geeigneten Spenderorganen zurückzuführen. Obwohl in den letzten Jahrzehnten große Fortschritte bei den Betazellersatztherapien erzielt werden konnten, begrenzen diese beiden Faktoren derzeit immer noch erheblich die weitverbreitete Anwendung dieser Therapieoption. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, entwickelten Dr. Ludwig und ihre Kollegen eine Strategie, um Inseln verschiedener Quellen in einer bioartifiziellen Bauchspeicheldrüse einzukapseln, was nach der Transplantation ihr Überleben und ihre Funktion ohne Immunsuppression erlaubt. In der aktuellen PNAS-Veröffentlichung beschreiben sie eine experimentelle Studie, in welcher eine solche bioartifizielle Bauchspeicheldrüse für die Transplantation von xenogenen Inseln in diabetische nicht-menschliche Primaten implantiert wird, ohne dadurch das Immunsystem zu beeinträchtigen.

Neue Möglichkeiten für zellbasierte Therapien
„Wir konnten eine stabile Transplantatfunktion nachweisen. Die mit der Kapsel implantierten artfremden Inselzellen sorgten für eine ausreichende Glucose-regulierte Abgabe von Insulin in den Körper“, erläutert Dr. Barbara Ludwig, die gemeinsam mit dem Chirurgen Dr. Stefan Ludwig Erstautorin der Studie und mit dem Paul Langerhans Institut Dresden (PLID) sowie dem DFG-Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD), einem Exzellenzcluster der TU Dresden, assoziiert ist. „Eine Gabe von Medikamenten zur Unterdrückung des Immunsystems war durch die Kapsel, die nur das von den artfremden Zellen produzierte Insulin herauslässt, nicht notwendig.“ Prof. Stefan R. Bornstein, Direktor der Medizinischen Klinik III des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus, Letztautor der Studie und ebenfalls eng mit dem PLID und dem CRTD verbunden, beschreibt die Chancen dieses Ansatzes: „Vor dem Hintergrund des Mangels an geeigneten Pankreas-Spenderorganen eröffnet diese Strategie nun ganz neue Möglichkeiten für eine breitere und sichere Anwendung verschiedener zellbasierter Therapien.“

Dass diese bahnbrechende Entwicklung mit Dresdner Beteiligung möglich wurde, ist kein Zufall. Die Diabetesforschung ist ein wesentlicher Schwerpunkt der Hochschulmedizin Dresden, und mit dem Paul Langerhans Institut ist hier ein Partnerstandort des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung DZD. Zudem gibt es einen für Europa einmaligen Verbund zwischen der TU Dresden und dem King’s College London – beide gründeten einen gemeinsamen transCampus. In der Insel-, Nieren- sowie Knochenmarktransplantation gehört der transCampus London - Dresden zu den größten Transplantationszentren der Welt.

Publikation
Favorable outcome of experimental islet xenotransplantation without immunosuppression in a nonhuman primate model of diabetes
Barbara Ludwig, Stefan Ludwig, Stefan R. Bornstein et al.; PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.1708420114

Quelle
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus, Dresden

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