Typ-1-Diabetes: Aktuelle Forschungsansätze

Warum entwickeln Menschen überhaupt Typ-1-Diabetes? Welche Umstände tragen zur Entstehung bei? Gibt es Faktoren, die das Risiko zu erkranken erhöhen und solche, die womöglich davor schützen? Weltweit läuft derzeit eine Vielzahl wissenschaftlicher Studien, die diese wichtigen Fragen klären wollen. Untersucht wird vor allem die Rolle der Gene und die Bedeutung von Umwelteinflüssen, aber auch die Wirkung von Geschlechtshormonen während der Pubertät. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen helfen, neue Ansätze zur Vorbeugung und Therapie der Erkrankung zu entwickeln. Einige werden bereits erprobt, mit vielversprechenden Zwischenergebnissen.

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Wie entsteht Typ-1-Diabetes und welche Forschungsansätze gibt es, den Ausbruch der Erkrankung zu verhindern? Dr. Carolin Daniel, Institut für Diabetesforschung am Helmholtz Zentrum München im Video-Interview.

Risikofaktoren identifizieren

Im Jahre 2002 rief das National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases / National Institute of Health (NIDDK / NIH) gemeinsam mit fünf weiteren US-amerikanischen Gesundheits- und Forschungsinstitutionen die internationale multizentrische TEDDY-Studie (TEDDY = The Environmental Determinants of Diabetes in the Young) ins Leben. Damit folgte sie dem Modell von BABYDIAB, einer beobachtenden Langzeituntersuchung von neugeborenen Kindern von Müttern und Vätern mit Typ 1-Diabetes, die bereits 1989 startete.

 

Die Intention der TEDDY-Studie ist, in der kindlichen Entwicklung Faktoren zu identifizieren, die zu einem Typ-1-Diabetes und der dahinter stehenden Autoimmunität führen. Dazu sammeln die Studienärzte bei Kindern mit Risikogenen für die Erkrankung vielfältige Daten über Impfungen, Infektionen, geografische Unterschiede, Ernährungsgewohnheiten, psychosoziale Faktoren und andere Umwelteinflüsse. Auch die Untersuchung von Nasenabstrichen, Blut- und Stuhlproben gehört zum Programm.

Die Analyse der Daten soll mögliche Ursachen des Typ-1-Diabetes aufdecken und – so das Fernziel – es damit ermöglichen, neue, vorbeugende Behandlungsmethoden zu finden, mit denen die Erkrankung von vornherein verhindert werden kann. Um einen möglichen Diabetes bereits im Vorfeld zu entdecken und die Entwicklung der Autoimmunität zu beobachten, werden die Teilnehmer regelmäßig auf krankheitstypische Autoantikörper untersucht. Damit versuchen die Wissenschaftler Ursachen zeitlich einzugrenzen.

Nicht zuletzt dank der Daten aus der TEDDY-Studie kristallisiert sich hier immer mehr heraus, dass ein Typ-1-Diabetes wohl sehr früh im Leben seinen Anfang nimmt – sehr wahrscheinlich bereits im ersten Lebensjahr. Und die Studie brachte noch weitere Erkenntnisse zu Tage. So scheint die Gabe von Probiotika in den ersten Wochen des Lebens Hochrisiko-Kinder vor dem Ausbruch der Erkrankung zu schützen.

 

 

Immuntraining gegen Diabetes?

Schon seit über 20 Jahren versuchen Wissenschaftler, den Ausbruch des Typ-1-Diabetes durch ein „Immuntraining“ dauerhaft zu verhindern oder zumindest zu verzögern. Ähnlich wie bei einer Desensibilisierung bei Allergikern soll das Immunsystem dadurch lernen, bestimmte Moleküle zu tolerieren, so dass es nicht zu dem fehlerhaften Angriff auf körpereigene Strukturen kommt.

Diese Bemühungen tragen jetzt zunehmend Früchte. 2015 konnte ein vom DFG Center for Regenerative Therapies Dresden der TU Dresden (CRTD) und dem Institut für Diabetesforschung (IDF), Helmholtz Zentrum München, geleitetes Forscherteam in der Pre-POINT-Studie zeigen, dass eine orale Gabe von Insulin offenbar die erwünschte positive Reaktion des Immunsystems hervorruft. Ob eine Behandlung mit oralem Insulin Kinder mit hohem Diabetes-Risiko tatsächlich vor der Erkrankung bewahrt, wird inzwischen in einer Nachfolgestudie (PrePointearly) getestet. Auch wenn noch keine abschließenden Ergebnisse vorliegen, gilt diese Therapie derzeit als einer der großen Hoffnungsträger in der Prävention des Typ-1-Diabetes.

Deshalb startete die Globale Plattform zur Prävention des autoimmunen Diabetes (GPPAD), ein Zusammenschluss mehrerer akademischer Forschungseinrichtungen und Kliniken in Europa, 2017 ein noch wesentlich größeres Vorhaben: Sie möchten in den kommenden Jahren über 300.000 Neugeborene in fünf Ländern auf ein erhöhtes Risiko für Typ-1-Diabetes untersuchen („Freder1k-Studie“ in Deutschland) und über 1000 Risikokinder vorbeugend mit Insulinpulver behandeln. Die amerikanische Familienstiftung Helmsley Charitable Trust finanziert dieses Projekt.

Eine Übersicht zu den Präventionsstudien finden Sie hier.

Mehr dazu erfahren Sie im Kapitel Diabetesforschung: Prävention und Impfung 

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Lässt sich der Krankheitsverlauf aufhalten?

Nicht nur Kinder und Jugendliche sind in Studien zum Typ-1-Diabetes eingebunden, sondern auch Erwachsene. Hier zielen verschiedene Forschungsansätze darauf ab, die Zerstörung der insulinproduzierenden Betazellen zu stoppen beziehungsweise zu verlangsamen. Eine aussichtsreiche Option ist die Therapie mit monoklonalen Antikörpern, die an verschiedenen Stellen in das Zusammenspiel der Immunzellen eingreifen und so die Autoimmunreaktion bremsen.

Bei anderen Autoimmunerkrankungen werden diese Medikamente bereits erfolgreich eingesetzt. Dass sie auch das Fortschreiten eines Diabetes verzögern können, haben wissenschaftliche Untersuchungen inzwischen unter Beweis gestellt. Um diese Therapien in der Routinebehandlung einzusetzen, müssen Dosierung und Sicherheit aber erst noch besser erforscht werden. Eine weitere Therapiemöglichkeit ist die Transplantation von Langerhans-Inseln, der insulinproduzierenden Bereiche der Bauchspeicheldrüse, aus Spenderorganen.

Beeinflussen Darmkeime und ihre bakteriellen Signalmoleküle die Immunfunktion?

Das Helmholtz Zentrum München untersucht derzeit am Mausmodell, gegen welche Molekülabschnitte der Betazell-Proteine die an den Autoimmunprozessen beteiligten CD8-positiven T-Zellen reagieren. Langfristig bieten die Ergebnisse solcher Studien Potenziale für eine detaillierte Risikoabschätzung und eine präventive Impfung mit solchen Molekülabschnitten. Aber auch im Hinblick auf die Rolle der Darmflora bei Typ-1-Diabetes sind Mausmodelle sehr interessant. So sollen Untersuchungen an Diabetes-Mausmodellen und Wildtyp-Mausstämmen nun zeigen, ob es tatsächlich Effekte durch bakterielle Signalmoleküle (sogenannte Autoinducer-Moleküle) auf die Immunfunktionen gibt.

Hierfür ist es zunächst notwendig, den Zusammenhang zwischen der Darmflora eines Menschen und genetischer Ausstattung, Ernährungsfaktoren sowie physischer Aktivität zu ergründen. Außerdem gilt es, Mikrobenpopulationen und ihre Stoffwechselprodukte zu identifizieren und sie mit physiologischen Parametern in Verbindung zu bringen, die bei der Entstehung von Typ-1-Diabetes eine Rolle spielen. Ziel wäre es, den Verlauf von Typ-1-Diabetes durch Eingriffe in dieses so genannte Darm-Mikrobiom zu beeinflussen. Denkbar wäre, das Darmimmunsystem über Nahrungsmittelantigene, diätetische Nahrung oder die Einnahme spezifischer immunmodulierender Wirkstoffe „positiv zu stimmen“, so dass die Entstehung von Typ-1-Diabetes unterbunden oder verlangsamt wird.

Stammzellen zur Neubildung von Betazellen

Techniken zur Herstellung von Insulin-produzierenden Betazellen aus embryonalen oder adulten Stammzellen bieten großes medizinisches Potenzial. Anfang 2008 zeigte sich, dass aus humanen embryonalen Stammzellen gewonnene Vorläuferzellen sich in Mäusen zu Insulin-produzierenden Zellen weiterentwickeln und die diabetischen Mäuse vor Hyperglykämie schützen können.

 

Weitere Tierversuche haben inzwischen bestätigt, dass dieser Therapieansatz die Blutzuckerkontrolle sowohl bei Typ-1-Diabetes als auch bei Typ-2-Diabetes tatsächlich verbessern kann. Allerdings befindet sich die Behandlung mit embryonalen Stammzellen noch im experimentellen Stadium. Bis Menschen davon profitieren, sind noch weitere Forschungsarbeiten erforderlich.

Da es gegenüber der Verwendung embryonaler Stammzellen ethische Bedenken gibt, hat in den vergangenen Jahren die Forschung mit adulten Stammzellen an Bedeutung gewonnen. 2007 haben Genetiker des Tulane University Health Sciences Center in New Orleans zum Beispiel gezeigt, dass die Transplantation von Vorläuferzellen aus dem Knochenmark des Menschen bei diabetischen Mäusen die Blutzucker-Werte verbessert. In der Bauchspeicheldrüse der behandelten Mäuse haben sich neue Betazellen gebildet, die Insulinproduktion nahm zu. Auf welche Weise das umliegende Gewebe die Stammzellen so beeinflusst, dass sich daraus Insulin-produzierende Betazellen entwickeln, ist bislang allerdings noch nicht abschließend geklärt.

Die Frage, ob adulte Stammzellen die Fähigkeit besitzen, in voll funktionsfähige Beta-Zellen auszureifen, kann noch nicht abschließend beantwortet werden. Eine sehr vielversprechende Alternative zu embryonalen Stammzellen stellen auch induzierte pluripotente Stammzellen (iPS) dar. 2016 gelang es zwei Forschergruppen fast zeitgleich, aus diesen Zellen funktionsfähige Betazellen zu züchten, die sowohl auf Glukose reagieren als auch Insulin produzieren. Lesen Sie mehr zur Stammzellforschung bei Diabetes unter Regenerative Medizin.

 

 

 

Früh erkennen - früh gut behandeln

Fr1da-Studie in Bayern: Typ 1 Diabetes früh erkennen - früh gut behandeln

Die Fr1da-Studie in Bayern "Typ-1-Diabetes früh erkennen - früh gut behandeln", ein bayernweites Screening-Programm, haben Diabetologen um Prof. Dr. Anette-G. Ziegler des Helmholtz Zentrums München ins Leben gerufen. Die Schirmherrschaft hat das Bayerische Gesundheitsministerium übernommen. Im Rahmen der Fr1da-Studie wird allen Kindern zwischen zwei und fünf Jahren eine kostenlose Untersuchung auf Diabetes-typische Antikörper angeboten, mit denen sich die Erkrankung schon lange vor ihrem Ausbruch feststellen lässt. Ein zweiter Effekt: Die frühe Diagnose gibt den Kindern und ihrer Familie wertvolle Zeit, um sich auf den Umgang mit der Erkrankung vorzubereiten.

Bislang trifft die Krankheit die jungen Patienten und ihre Familien meist vollkommen unerwartet. Nicht selten wird der Diabetes erst dann diagnostiziert, wenn es zu einer lebensbedrohlichen Entgleisung des Stoffwechsels gekommen ist. Viele Eltern machen sich dann Vorwürfe, dass sie das Problem nicht eher gesehen haben.

Kompetente Beratung und Begleitung der Familien durch Kliniken und Praxen

Zu wissen, dass das Diabetes-Risiko erhöht ist, kann für die betroffenen Kinder und deren Eltern aber auch belastend sein. Darum sind sich die Fr1da-Beteiligten, zu denen auch das PaedNetz Bayern und die Gesellschaft für Neugeborenen Screening gehören, einig: Ein solches Programm ist nur sinnvoll, wenn Eltern und Kinder kompetente Beratung erhalten und ausreichende Behandlungszentren vorhanden sind. Für die Fr1da-Studie etwa gibt es verschiedene Kliniken und Praxen, die auf die Diagnostik und Behandlung von Kindern mit Diabetes spezialisiert sind. Bei Bedarf wird eine psychologische Betreuung angeboten.

Die Studie soll bayernweit bei 100.000 Kindern zwischen zwei und fünf Jahren durchgeführt werden.. Sollte sich zeigen, dass ein solches Untersuchungsprogramm einerseits für die betroffenen Kinder von hohem Nutzen ist und andererseits die gesunden Kinder nicht oder nur wenig belastet werden, könnte ein nationales Screening folgen. Weltweit gab es solche Großuntersuchungen in Sachen Diabetes-Früherkennung zuvor nicht. Die bayerische Pilotstudie gilt als wegweisend, darum stiftet sogar die US-amerikanische Juvenile Diabetes Research Foundation (JDRF) eine Million Dollar. Ähnliche Projekte sind jetzt in Sachsen (Freder1k-Studie) und Niedersachsen (Fr1dolin-Studie) gestartet. 

Zudem soll Fr1da helfen, mehr über die Ursachen des Typ-1-Diabetes zu erfahren. Auch für die Prävention erhoffen sich die Forscher neue Erkenntnisse. Ziel ist es, Ketoazidosen bei Ausbruch der Erkrankung zu verhindern und durch eine frühzeitige Einleitung der Insulintherapie die Einstellung des Blutzuckers zu optimieren. Langfristig kann so das Risiko für Folgeerkrankungen minimiert werden. Fr1da-Kinder können auch an weiteren, laufenden Studien teilnehmen, beispielsweise an der Fr1da-Insulin-Interventionsstudie. Weitere Informationen finden Sie unter www.fr1da-studie.de

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Quellen:

Letzte Aktualisierung:

30. Januar 2018

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