In den USA läuft ein spannendes Projekt, nämlich eine Studie zur Transplantation insulinproduzierender Zellen. Der Clou: Die lebenslang nötige Unterdrückung des Immunsystems würde bei diesem Verfahren entfallen. Was ist davon zu halten?

Nie wieder Insulin spritzen? Das wünschen sich in Deutschland 400.000 Menschen mit Typ-1-Diabetes. Immer wieder werden Berichte in den Medien platziert, die große Hoffnungen schüren, dass eine “Heilung” durch die Verpflanzung von insulinproduzierenden Zellen kurz bevorsteht.

Seit März 2016 ist ein Trailer des Dokumentarfilms “The Human Trial” zur Einwerbung von Produktionskosten im Internet zu sehen, der vom ersten Versuch mit verkapselten Bauchspeicheldrüsen-Vorläuferzellen des US-Unternehmens ViaCyte an Menschen berichtet.

Trailer zu “The Human Trial”

Transplantation ist jetzt schon technisch möglich

Eine erfolgreiche Inselzell- oder Pankreastransplantation bei Patienten mit Typ-1-Diabetes kann bekanntlich auch in Deutschland und vielen anderen Ländern der Welt durchgeführt werden. Sie kommt aber nur für eine ganz kleine Gruppe von Patienten mit erheblichen Zusatzproblemen (z. B. wiederkehrende schwerste Unterzuckerungen ohne Erfolg mit anderen Behandlungsmöglichkeiten) in Frage.

Bei der Entscheidung für die Behandlung müssen die Risiken einer lebenslangen Immununterdrückung und des operativen Eingriffs gegen den potenziellen Nutzen (Vermeidung von Komplikationen des Diabetes) sorgfältig abgewogen werden. Selbst wenn die transplantierten Langerhans-Inseln langfristig funktionstüchtig bleiben, müssen die Patienten für den Rest ihres Lebens Medikamente einnehmen, die die Körperabwehr unterdrücken. Ein “völlig normales” Leben ohne regelmäßige Untersuchungen und Medikamente, wie manche Medienberichte es in Aussicht stellen, wäre also trotz erfolgreicher Transplantation nicht möglich. Erschwerend kommt hinzu, dass es nicht ausreichend Spenderorgane gibt.

Ein Beutel voll Zellen

Beide Probleme scheinen im Filmtrailer “The Human Trial” über die ersten Versuchen von ViaCyte am Menschen nun gelöst. Ende Oktober letzten Jahres wurden in Kalifornien im Labor erzeugte Vorstufen pankreatischer Betazellen aus embryonalen Stammzellen (Produktname: PEC-01™) einem Mann mit Typ-1-Diabetes aus San Diego in zwei wieder-entfernbaren Beuteln (“Encaptra® drug delivery”-System) durch zwei Einschnitte im Rücken eingepflanzt.

Dieser erste Schritt der klinischen Prüfung (Phase-1-Studie) hat nur zum Ziel, die Verträglichkeit und Sicherheit des Verfahrens zu testen und lässt noch keine Rückschlüsse zu, ob damit tatsächlich dauerhaft die richtige Menge Insulin produziert werden kann. Zwei weitere Patienten sollen inzwischen ebenfalls das System eingepflanzt bekommen haben.

Entsprechend der Erfahrungen aus dieser Vor-Studie soll dann das Vorgehen verbessert werden, um schließlich bei 36 Patienten die Effektivität des Prinzips zur Diabetesbehandlung zu erproben. Die Fertigstellung des Films ist für 2017 geplant – so lange wird es sicher dauern, bis sich abschätzen lässt, ob an den Hoffnungen von ViaCyte etwas dran ist, damit eine Insulinunabhängigkeit für Menschen mit Typ-1- (und Typ-2-!) Diabetes zu erreichen.

Mäuse wurden geheilt

Bislang sind nur bei Mäusen Ergebnisse erzielt worden, die darauf schließen lassen, dass sich diese Vorläuferzellen tatsächlich zu hormonproduzierenden Zellen weiterentwickeln, die in der Lage sind, wie bei einer gesunden Bauchspeicheldrüse durch eine geregelte Abgabe von Insulin, Glukagon und anderen Hormonen, den Blutzucker in den normalen Bereich zu bringen. Ein Problem war bisher, Vorläuferzellen (“Stammzellen”) in funktionierende insulinproduzierende Zellen zu verwandeln. Beim Ansatz von ViaCyte werden daher unreife Zellen eingepflanzt, in der Hoffnung, dass diese im Körper schließlich “ausreifen”.

Das zweite Problem, die Attacke der Typ-1-Diabetes-auslösenden Immun-/Abwehrzellen zu verhindern, wird durch die patentierte Hülle des Encaptra®-Beutels angegangen. Diese Hülle soll die Abwehrzellen von den insulinproduzierenden Zellen fernhalten, während jedoch Insulin und andere Hormone, die bei der Regulation des Blutzuckers eine Rolle spielen, aus dem Beutel in den Körper gelangen können.

Inselzellen brauchen Sauerstoff

Seit über 35 Jahren wird an diesem Prinzip gearbeitet, wobei allerdings der große Durchbruch bei einem Großtiermodell bisher ausgeblieben ist. Ungelöst ist bislang das Problem der Sauerstoffzufuhr der verkapselten Inselzellen. Zur Glukosemessung benötigt die Inselzelle für jedes Molekül Glukose sechs Sauerstoffmoleküle. Obwohl beim Menschen die insulinproduzierenden Langerhans-Zellen weniger als 1 % des Pankreas ausmachen, erhalten sie daher mehr als 10 % des Blutflusses als Sauerstoffquelle.

Verkapselte Inselzellen unter sauerstoffarmen Bedingungen können die Glukose nicht adäquat messen. Eine Verkapselung muss also drei Technologien zusammenbringen: eine implantierbare Oxygenierung, einen ausreichenden Gefäßanschluss, um Nahrung aufzunehmen und Insulin abzugeben, und die Möglichkeit, das Implantat wenn nötig wieder zu entfernen.

Tierexperimentelle Daten, die ViaCyte der US-Zulassungsbehörde vorlegte, um die Genehmigung für Versuche am Menschen zu erlangen, zeigten, dass die implantierten Zellen dies bei Mäusen erfüllten. Sie waren in der Lage Insulin, Glukagon (als Antwort auf zu niedrigen Blutzucker) und Somatostatin (ein den Blutzucker beeinflussendes Wachstumshormon) zu produzieren und damit erfolgreich den Blutzucker zu regulieren. Noch weiß man allerdings nicht, wie viele Zellen dafür beim Menschen implantiert werden müssen und wie häufig der Beutel erneuert werden muss.

Der Bio-Reaktor

Ein anderer Therapieansatz wird an der TU Dresden erprobt. Vor drei Jahren setzte das Team um Professor Bornstein erstmals einem Patienten mit Typ-1-Diabetes einen Bio-Reaktor mit Inselzellen ein. Geschützt durch eine Dose versorgten die Zellen den Patienten knapp ein Jahr lang mit Insulin.

Der Reaktor ist ebenfalls so konzipiert, dass er die Spenderzellen vor Angriffen des Immunsystems schützt, umgekehrt aber auch das Insulin in den Körper gelangen lässt. Die Dresdener sind sich sicher, dass dadurch auch eine Transplantation von Schweinezellen möglich wäre, so dass man ganz auf menschliche Spender oder modifizierte Stammzellen verzichten könnte. Bislang hält der Reaktor aber noch nicht lange genug.

Was ist realistisch?

In der Forschung tut sich vieles, so dass Diabetes-Teams ihre Patienten immer besser versorgen können. Dass ein erfolgreiches Studienergebnis noch keine Heilung bedeutet, ist natürlich jedem Wissenschaftler klar. Auf Patienten wirken Meldungen von solchen Erfolgen ganz anders, insbesondere, wenn die Medien, wie der Trailer zu “The Human Trial”, ihr Übriges dazutun.

Wahrscheinlich gilt auch für dieses Forschungsgebiet der Ausspruch des Microsoft-Gründers Bill Gates: “Wir überschätzen stets die Änderungen, die in den nächsten zwei Jahren eintreten werden, und unterschätzen, was in den nächsten zehn Jahren passieren wird.”

von Prof. Dr. med. Thomas Danne
Diabetes-Eltern-Journal-Chefredakteur, Kinderdiabetologe,
Zentrum für Kinder- und Jugendmedizin “Auf der Bult”, Hannover,
E-Mail: danne@hka.de

Erschienen in: Diabetes-Eltern-Journal, 2016; 9 (2) Seite 4-5