Eine Dresdener Wissenschaftlerin untersucht indes zwei neue Behandlungswege, um den Insulinmangel auszugleichen: die Transplantation intakter Inselzellen und die Implantation eines kleinen Bio-Reaktors als künstliche Bauchspeicheldrüse. Welche Chancen und Risiken haben diese neuen Therapien?

Knapp fünf Jahre ist es her, seit Dr. Barbara Ludwig das Inseltransplantations-programm am Dresdener Universitätsklinikum gegründet hat. Gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen aus der Diabetologie, Chirurgie und Forschung hat sie damit das aktuell einzige Inselzellprogramm in Deutschland aufgebaut. Ziel ist es, die körpereigene Insulinproduktion durch die Transplantation intakter Inselzellen wiederherzustellen. Hierfür transplantieren die Dresdener Mediziner Inselzellen in die Leber von Typ-1-Diabetikern, aber auch von Menschen, deren Bauchspeicheldrüse etwa nach einer Verletzung oder wegen einer chronischen Entzündung nicht mehr funktionstüchtig ist. In der Leber angekommen, starten die Zellen schon bald die Insulinproduktion und stabilisieren den Stoffwechsel. Im Falle von Patientinnen und Patienten, deren Bauchspeicheldrüse zum Beispiel durch einen Unfall verletzt wurde, können Ludwig und ihre Kollegen meist auf eigene Inselzellen der Betroffenen zurückgreifen. Man spricht von einer „autologen Transplantation“, also einer Transplantation eigener Inselzellen.



Wie werden die Inselzellen für eine Inseltransplantation isoliert und transplantiert? Ist die Bauchspeicheldrüse zum Beispiel nach einem Unfall verletzt und muss operativ entfernt werden, können aus dem Organ meist noch funktionsfähige Inselzellen gewonnen werden. Durch Injektion eines Enzymgemischs wird die Bauchspeicheldrüse kontinuierlich aufgelöst, bis die Inselzellverbände freikommen. Anschließend erfolgt die Reinigung der Inseln. Schließlich können die Inselzellen über die Pfortader in die Leber des Unfallopfers eingebracht werden. Auch die Gewinnung und Transplantation mit fremden Spenderzellen funktioniert auf diese Weise.

Bei Diabetespatienten funktioniert das nicht. Um ihnen zu helfen, müssen die Dresdener Experten Inselzellen aus gespendeten Bauchspeicheldrüsen gewinnen und in die Leber einbringen. Für diese „allogenen Transplantationen“ werden ausschließlich Bauchspeicheldrüsen verwendet, die sich nicht für eine komplette Transplantation des Organs eignen. „Wir haben in den vergangenen fünf Jahren acht Patientinnen und Patienten eigene insulinproduzierende Inselzellen in die Leber transplantiert und zehn Patientinnen und Patienten Inselzellen von fremden Spendern. Bis heute funktionieren fast alle Transplantate sehr gut. Auch das älteste allogene Transplantat, das unsere erste Patientin vor fünfeinhalb Jahren erhielt, arbeitet noch“, erklärt Ludwig. Nach einer Inseltransplantation können die Patienten die sonst übliche Menge an Insulin, die sie sich zusätzlich spritzen, meist deutlich verringern. Entscheidend sei aber, so Ludwig, die automatische Stabilisierung des Blutzuckers durch die wiederhergestellte körpereigene Insulinproduktion.

Fremde Zellen reizen das Immunsystem

Doch was zunächst wie ein Durchbruch in der Diabetestherapie klingt, hat auch seine Schattenseiten. „Zum einen gibt es viel zu wenig Spenderorgane. Zum anderen ist die Transplantation mit fremden Spenderzellen nur für einzelne kritisch instabile Patienten mit Diabetes mellitus Typ 1 eine Therapieoption. Nutzen und Risiken der Behandlung wägen wir sehr sorgfältig ab“, betont Ludwig. Denn die gespendeten Inselzellen werden vom Immunsystem des Empfängers als fremd erkannt und bekämpft. Deshalb müssen Patienten nach einer Inselzelltransplantation – wie nach Organtransplantationen – lebenslang Medikamente einnehmen. Diese Immunsuppressiva unterdrücken das Immunsystem und verhindern so, dass das Immunsystem die fremden Zellen angreift. Das ist nicht ungefährlich. Der Grund: Ist das Immunsystem unterdrückt, können schon harmlose Infekte lebensbedrohlich werden.



Die Wirkungsweise des Bio-Reaktors. Durch eine kontrollierte Sauerstoffversorgung bleiben die Inselzellen im Bio-Reaktor aktiv.

Insulin aus der Dose

Gibt es eine Möglichkeit, die Risiken der Immunsuppressiva zu umgehen? Auch daran arbeiten Ludwig und ihr Team sowohl mit Forscherinnen und Forschern des Kompetenznetzes Diabetes mellitus als auch des Deutschen Zentrums für Diabetesforschung (DZD). Unterstützt werden sie hierbei mit Fördermitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Das Ergebnis: Weltweit zum ersten Mal haben die Diabetesforscher des Universitätsklinikums Dresden unter der Leitung von Professor Dr. Stefan Bornstein einem Patienten mit Typ-1-Diabetes ein künstliches Pankreassystem eingesetzt. In diesem kleinen Bio-Reaktor leben Inselzellen, die das lebenswichtige Insulin produzieren. Rund ein Jahr blieb der Bio-Reaktor, der wie eine flache Dose aussieht, im Körper des Patienten. Seine Besonderheit: Die künstliche Bauchspeicheldrüse macht die Immunsuppression überflüssig. Denn der Bio-Reaktor schützt die Spenderzellen vor Angriffen des Immunsystems, lässt jedoch umgekehrt das von ihnen gebildete Insulin in den Körper gelangen. Die Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass das neue System die Diabetestherapie revolutionieren könnte. „Mit diesem künstlichen Pankreas könnten Typ-1-Diabetikern zukünftig sogar insulinproduzierende Zellen vom Schwein eingesetzt werden, ohne dass diese vom menschlichen Organismus abgestoßen werden“, hofft Ludwig. Bevor jedoch mehr Menschen den Bio-Reaktor implantiert bekommen können, sind weitere Studien und Entwicklungen notwendig.

Einen kurzen Animationsfilm darüber, wie der Bio-Reaktor funktioniert, finden Sie hier. 

Ansprechpartnerin:

Dr. Barbara Ludwig
Medizinische Klinik III
Universitätsklinikum Carl Gustav Carus
der Technischen Universität Dresden
Fetscherstraße 74
01307 Dresden
Tel.: 0351 458-5955
Fax: 0351 458-6398
E-Mail: Barbara.Ludwig@uniklinikum-dresden.de