Transplantation

GUT ZU WISSEN

Eine Transplantation - sowohl der Bauchspeicheldrüse, als auch von Inselzellen - zieht die lebenslange Einnahme immunsuppressiver Medikamente nach sich.

Transplantation als Lösung?

Es gibt derzeit eine Reihe von Ansätzen, die versuchen die Betazellmasse und -funktion zu erhalten bzw. zerstörte Betazellen zu ersetzen. Alle Verfahren haben das Ziel, die Stoffwechseleinstellung zu verbessern, Insulinunabhängigkeit zu erreichen und die Lebensqualität und -erwartung des Patienten zu erhöhen.

Transplantation der Bauchspeicheldrüse
Die Transplantation des gesamten Organs der Bauchspeicheldrüse wird in Deutschland kombiniert mit einer  Nierentransplantation bzw. nach einer Nierentransplantation empfohlen. Der Erfolg der Transplantation hängt unter anderem auch von der Qualität des Spenderorgans und dem Gesundheitszustand des Patienten ab. Nach einer Transplantation ist eine lebenslange Gabe von immunsuppressiven Medikamenten notwendig, um Abstoßungsreaktionen durch das Immunsystem zu verhindern.
Allerdings bringt die notwendige Immunsuppression deutliche Nebenwirkungen für den Patienten mit sich. Die Abstoßungsrate bei der Bauchspeicheldrüsen-Transplantation konnte inzwischen auf etwa 20 Prozent verringert werden. Leider gibt es bislang nur eine geringe Zahl an Spenderorganen.
Weiterhin hat sich in Untersuchungen mit transplantierten Patienten herausgestellt, dass Diabetes, besonders Typ-1-Diabetes, wieder auftreten kann und eine Transplantation nicht ein Leben lang vor der Krankheit schützt.

Transplantation von Inselzellen
Eine Alternative zur Transplantation der gesamten Bauchspeicheldrüse ist die Transplantation einzelner Inselzellen der Bauchspeicheldrüse. Die Inselzelltransplantation ist für Patienten wegen des kleineren operativen Eingriffs weniger belastend. Jedoch ist der Langzeiterfolg sehr unterschiedlich und hängt von Faktoren wie Abstoßungsreaktionen und Infektionen nach der Transplantation ab.
Die aufbereiteten isolierten Betazellen aus den Spenderorganen werden in Form von Inseln, die eine Größe von einem halben Millimeter haben und mit bloßem Auge erkennbar sind, den Diabetikern über die Pfortader übertragen. Die Betazellen siedeln sich in der Leber an und produzieren dort eigenes Insulin. Oftmals reicht die Menge des selbst gebildeten Insulins nicht, um den Zuckerspiegel vollständig zu regulieren. Vier von zehn Diabetikern müssen danach kein Insulin mehr spritzen. Doch hat sich die Stoffwechselsituation so verbessert, dass deutlich weniger Unterzuckerungen und lebensgefährliche Schwankungen des Blutzuckers auftreten.

Mangel an Spenderorganen 
Auch bei der Transplantation von Inselzellen ist die geringe Zahl an verfügbaren Spenderorganen der limitierende Faktor. Hinzu kommt, dass drei bis vier Spenderbauchspeicheldrüsen nötig sind, um eine ausreichend hohe Zahl an Inseln zu isolieren.

Aufgrund der geringen Anzahl bisheriger Inselzelltransplantationen gibt es nicht viele Untersuchungen zu den Langzeiterfolgen. Es gibt Berichte, dass der Autoimmunprozess durch Immunsupressiva nicht vollständig unterdrückt wird und Inselautoimmunität und Typ-1-Diabetes auch hier wieder auftreten kann. So wurden bei Patienten einige Tage nach der Transplantation Antikörper und Immunzellen nachgewiesen, die sich gegen die transplantierten Insulin-produzierenden Betazellen richten.

Neue Hoffnung: Der Bioreaktor

Dresdner Forscher haben eine Methode entwickelt, Insulin-produzierende Zellen in einer Kapsel verpackt zu transplantieren, die für Insulin durchlässig ist, die transplantierten Zellen jedoch vor Antikörpern schützt.

Die Wissenschaftler hatten die Idee, eine Kolonie von Betazellen in einen handtellergroßen Bioreaktor einzubringen. Durch Verpflanzung der verkapselten Zellen direkt unter die Haut wird die Sauerstoffversorgung der Zellen ermöglicht – bislang ein Problem bei „Kapsel-Transplantationen“. Eine Membran schützt die Betazellen vor Immunzellen des Empfängers, die eine Abstoßungsreaktion verursachen können, und gewährt gleichzeitig den Austausch der Betazellen mit der Umgebung, sodass diese die aktuelle Glukosekonzentration messen und entsprechende Insulinmengen abgeben können.

Im Tiermodell konnte der Bioreaktor normale Blutzuckerwerte erreichen. Bislang wurde das System bereits bei einem Typ-1-Diabetiker für eine zehnmonatige Testphase angewandt. Zwar waren weiterhin Insulin-Spritzen nötig, die Dosis konnte aber reduziert werden und der Langzeitblutzuckerwert, HbA1c, verbesserte sich deutlich. Die Wissenschaftler zeigen sich zuversichtlich, ihre Methode weiter optimieren und für den zukünftigen klinischen Einsatz bereitstellen zu können.

Bioreaktor und Inselzelltransplantation - Neue Techniken in der Diabetestherapie

In ihrem Vortrag beim 3. Patiententag des Diabetesinformationsdienstes am Helmholtz Zentrum München (Mai 2015) stellt Privatdozentin Dr. Barbara Ludwig vom Paul Langerhans-Institut Dresden den aktuellen Stand des Wissens zur Inselzell-Transplantation bei Diabetes und zum Bioreaktor vor und erläutert Chancen und Perspektiven dieser neuen Technologie.
(Vortragsdauer: 29,1 Minuten)

IN KÜRZE

Die Forschung arbeitet daran, die dezimierte Betazellmasse durch Transplantation von Spender-Bauchspeicheldrüsen, Inselzelltransplantation oder Xenotransplantate zu vergrößern.

Zukunftsmusik – Das Schwein als Organspender
Bei sogenannten
Xenotransplantationen hofft man, in Zukunft Inselzellen und Bauchspeicheldrüsen von Tieren auf den Menschen übertragen zu können. Aufgrund seiner anatomischen und physiologischen Ähnlichkeit zum Menschen wird als Spendertier das Schwein bevorzugt.

Mit gentechnischen Mitteln werden Schweine gezüchtet, bei denen ein für die Abstoßung wichtiges Gen inaktiviert ist. Um Schweine-Inselzellen beim Menschen einsetzen zu können, ist es aber auch nötig, endogene Viren der Schweine auszubremsen, da sie Infektionen beim Organempfänger hervorrufen können. Auch dieses Problem ist mittlerweile überwunden: Die Inselzellen der Bauchspeicheldrüse werden durch Verkapselung vor der Abstoßung geschützt. Die umgebende halbdurchlässige Membran, lässt in der Theorie nur Glukose und Insulin durch. Tatsächlich findet aber trotzdem eine gewisse Abstoßung statt, die Zellen degenerieren langsam. Möglicherweise lässt sich eine Abstoßungsreaktion durch Einkapselung plus Immunsuppression zum Beispiel mit dem Antikörper Abatacept verhindern. Abgesehen davon ist es noch fraglich, ob die transplantierten Zellen tatsächlich Insulin bilden. Bei diabetischen Affen, denen Inselzellen vom Schwein transplantiert wurden, ließen sich Erfolge erzielen: In einer Studie kamen sämtliche Tiere ein halbes Jahr nach der Transplantation ohne externes Insulin aus.
Noch sind nicht alle Barrieren aus dem Weg geräumt, weshalb bis heute Xenotransplantationen von ganzen Bauchspeicheldrüsen oder auch Inselzellen beim Menschen noch Zukunftsmusik sind.

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Informationen zum Inhalt

Quellen:

  • Borg, D. & Bonifacio, E.: The use of biomaterials in islet transplantation. In: Current Diab Rep., 2011, 11: 343-444.
  • Reimann, M. et al.: An update on preventive and regenerative therapies in diabetes mellitus. In: Pharmacol Ther, 2009, 121(3): 317-331
  • Seufert, J. et al.: Mechanismen und Methoden der Regeneration und des Ersatzes von Insulin produzierenden Betazellen des endokrinen Pankreas bei Diabetes mellitus. In: Med. Welt, 2010, 61: 87-93
  • Meißner, T.: Typ-1-Diabetes, ohne Insulin zu spritzen? Ein Traum könnte wahr werden, In: Ärzte Zeitung vom 22.05.2013
  • Mögliche Therapieoptionen der Zukunft bei Diabetes mellitus: Dresdner Wissenschaftler erforschen „Bio-Reaktor“, Pressemitteilung der DDG vom 29.04.2013

Letzte Aktualisierung:

17.12.2013

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