Mit Stammzellen wieder zu eigenem Insulin

Der Albert-Renold-Preis, benannt nach dem Schweizer Mediziner Prof. Dr. Albert Renold, zählt zu den renommiertesten Auszeichnungen in der Diabetes-Forschung. Im vergangenen Jahr ging dieser Preis an Prof. Dr. Maike Sander. Sie erforscht seit Jahren, wie man Stammzellen dazu bringen kann, sich zu insulinproduzierenden Beta-Zellen zu entwickeln.

Seit mittlerweile 25 Jahren ist es möglich, menschliche Stammzellen im Labor zu kultivieren. Schon damals kam die Hoffnung auf, dass sich irgendwann Typ-1-Diabetes heilen lässt, wenn es gelingt, aus Stammzellen neue insulinproduzierende Beta-Zellen herzustellen. Inzwischen ist die Wissenschaft diesem Ziel deutlich näher gekommen. Im vergangenen Jahr wurde Prof. Dr. Maike Sander bei der Jahrestagung der Europäischen Gesellschaft für Diabetesforschung (EASD) für ihre Verdienste um die Erforschung der Langerhans-Inseln mit dem Albert-Renold-Preis geehrt.

Ziel: zerstörte Beta-Zellen ersetzen

In den USA arbeiteten die Forscherin und Teams jahrelang erfolgreich an der Weiterentwicklung der Stammzellen-Therapie, sodass nun erste klinische Studien bei Menschen mit Diabetes möglich sind. Das Ziel, zerstörte Beta-Zellen zu ersetzen, damit der Körper wieder selbst Insulin produziert, erscheint mittlerweile realistisch. Es sind jedoch auch noch einige Probleme zu lösen, erklärt Sander, die seit November als Wissenschaftliche Vorständin und Vorstandsvorsitzende das Berliner Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft leitet. Typ-1-Diabetes ist eine Autoimmun-Erkrankung, bei der die insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse vom eigenen Immunsystem zerstört werden. Die Betroffenen müssen in der Regel ihr ganzes Leben lang Insulin injizieren. In seltenen Fällen werden ihnen Langerhans-Inseln ähnlich einer Organtransplantation eingesetzt, was dann zumindest vorübergehend die Insulin-Therapie ersetzt. Allerdings müssen diese Personen regelmäßig starke Medikamente einnehmen, damit das neue Organ nicht abgestoßen wird – diese Immunsuppressiva dienen dazu, die Abwehrreaktion des Körpers zu unterdrücken, der dann aber als Nebenwirkung anfälliger für andere Erkrankungen wird. Hinzu kommt, dass nach einer Weile die Beta-Zellen oft zerstört werden, sodass Betroffene erneut eine Insulin-Therapie durchführen müssen.

Immunsystem muss unterdrückt werden

Die Stammzellen-Forschung hat sich schon vor Jahren auf den Weg gemacht, diese Probleme zu lösen. Wenn insulinproduzierende Beta-Zellen aus Stammzellen hergestellt werden, benötigt man kein Spender-Pankreas mehr. Das Einsetzen neuer Beta-Zellen könnte in der Regel ambulant erfolgen, erläutert Prof. Dr. Maike Sander. Wo genau im Körper sich die Zellen befinden, spielt nur eine untergeordnete Rolle. In ersten klinischen Studien wurden sie beispielsweise unter der Haut zwischen den Schulterblättern platziert.

Die größte Herausforderung bleibt indes der Erhalt der transplantierten Zellen. Embryonale Stammzellen stammen wie ein Spender-Organ von anderen Menschen. Es handelt sich um befruchtete Eizellen aus Kinderwunschzentren in einem sehr frühen Entwicklungsstadium, die von den Kinderwunschpaaren nicht mehr benötigt werden – auch bei diesen Zellen muss deshalb das Immunsystem des Empfängers unterdrückt werden, damit sie nicht abgestoßen werden. Selbst wenn es in Zukunft gelingen sollte, Beta-Zellen aus körpereigenen Stammzellen herzustellen, wird das Immunsystem sie höchstwahrscheinlich irgendwann wieder angreifen, denn das hat es ja schon einmal getan, so die Wissenschaftlerin.

Starke Medikamente, die das Immunsystem unterdrücken, seien für Menschen mit Typ-1-Diabetes in der Regel ein zu hoher Preis, ergänzt Sander. Die Diabetes-Therapie ist durch moderne Insuline und Hilfsmittel inzwischen so gut geworden, dass Betroffene viel seltener und später Folgeerkrankungen entwickeln, als dies früher der Fall war. Eine neue Therapie erscheint deshalb nur dann sinnvoll, wenn sie keine unverhältnismäßigen Nachteile mit sich bringt.

Weiterer großer Durchbruch nötig

Die Forschung verfolgt derzeit verschiedene Ansätze, um dieses Problem zu lösen. Es wird unter anderem versucht, die neuen Beta-Zellen zu verpacken, damit das Immunsystem sie nicht angreifen kann. “Man kann sich das vorstellen wie eine kleine Plastiktüte mit feinen Löchern”, erklärt Sander. “Diese Löcher müssen so klein sein, dass das Immunsystem die Zellen nicht mehr angreifen kann, aber sie müssen groß genug sein, dass die Zellen noch anwachsen und mit Blut versorgt werden.” In den bisherigen klinischen Studien gelang dies bislang nicht zufriedenstellend. Die Zellen wurden entweder trotz Verpackung vom Immunsystem zerstört oder sie wuchsen nicht an.

Eine weitere Möglichkeit wäre es, die DNA der Stammzellen so zu verändern, dass sie vom Immunsystem nicht mehr angegriffen werden, ergänzt die Wissenschaftlerin. “Das birgt allerdings die Gefahr, dass eine veränderte Zelle, die zum Krebs werden kann, vom Immunsystem auch nicht mehr eliminiert wird”, so Sander weiter. “Wenn es gelingt, Zellen herzustellen, die sicher sind und bei denen eine Immunsuppression nicht mehr nötig ist, wäre das der nächste große Durchbruch.”

Ob die Transplantation von Beta-Zellen irgendwann zur Standardtherapie bei Typ-1-Diabetes wird, sei derzeit noch nicht absehbar, sagt die Forscherin. Möglicherweise wird sie nur bei besonders schweren Fällen zur Anwendung kommen. Vielleicht funktioniert es irgendwann aber auch so gut, dass man es sogar auf Menschen mit Typ-2-Diabetes ausweiten kann, bei denen die Funktion der Inselzellen eingeschränkt ist. Viele Betroffene hoffen, dass man ihre Erkrankung irgendwann heilen kann. Das sei auch weiterhin das Ziel der Forschung, so Prof. Dr. Maike Sander abschließend.

Erschienen in: Diabetes-Journal, 2023; 72 (5) Seite 32-33