Typ-1-Diabetes: Interspezies-Transplantation kann eine lebensfähige Behandlung sein

Wissenschaftler haben die Möglichkeit, menschliches transplantierbares Gewebe zur Behandlung von Typ-1-Diabetes herzustellen, nach erfolgter Umkehrung des Zustands bei Mäusen, die mit Zellen aus Ratten-gewachsenen Bauchspeicheldrüsen transplantiert wurden, vorangetrieben.
Studien deuten darauf hin, dass Interspezies-Transplantation eine mögliche Behandlungsoption für Typ-1-Diabetes beim Menschen sein könnte.

Forscher vom Stanford University Medical Center in Palo Alto, Kalifornien, und der Universität von Tokio in Japan zeigen, wie sie funktionelle, Insulin produzierende Zellen, die in Ratten gezüchtet wurden, in Mäuse mit Typ-1-Diabetes transplantierten.

Dr. Hiromitsu Nakauchi, von der Abteilung für Genetik in Stanford, und Kollegen haben kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift berichtet Natur.

Für mehr als 1 Jahr nach der Transplantation wurden die Blutzuckerspiegel der Mäuse normalisiert.

Darüber hinaus benötigten die Nagetiere nur 5 Tage Immunsuppressivbehandlung, um zu verhindern, dass die transplantierten Zellen abgestoßen werden.

Typ 1 Diabetes ist eine Autoimmunerkrankung, bei der der Körper die Inselzellen der Bauchspeicheldrüse angreift und zerstört. Dies sind Zellen, die das Hormon Insulin produzieren, das hilft, den Blutzuckerspiegel zu regulieren.

Ohne Insulin wird der Blutzuckerspiegel zu hoch. Unbehandelt kann ein hoher Blutzucker das Risiko zahlreicher Komplikationen wie Schlaganfall, Herzerkrankungen, Nierenerkrankungen und Augenprobleme erhöhen.

Interspezies-Transplantation und Typ-1-Diabetes

Typ-1-Diabetes kann durch regelmäßige Blutzuckermessung, Diät, Insulintherapie und andere Medikamente behandelt werden. Derzeit gibt es jedoch keine Heilung für die Krankheit.

In den letzten Jahren haben Forscher die Interspezies-Transplantation für die Langzeitbehandlung von Typ-1-Diabetes untersucht - das heißt, ein Organ in einem Tier wachsen zu lassen und es in ein anderes zu transplantieren.

In einer früheren Studie haben Dr. Nakauchi und Kollegen erfolgreich Rattenpankreas bei Mäusen entwickelt. Obwohl die Organe funktionell waren, stellt das Team fest, dass sie nur bis zur Größe einer Maus-Bauchspeicheldrüse gewachsen sind.

Als die Organe in Ratten mit Typ-1-Diabetes transplantiert wurden, waren sie nicht groß genug, um den Zustand umzukehren.

Für die neue Studie gingen die Forscher einen anderen Weg. Sie züchteten Maus-Pankreas bei Ratten.

Islet Transplantation normalisierte den Blutzuckerspiegel für über 370 Tage

Zunächst implantierte das Team pluripotente Stammzellen von Mäusen in die frühen Embryonen von Ratten. Pluripotente Stammzellen haben die Fähigkeit, andere Zellen oder Gewebe zu bilden.

Aufgrund der gentechnischen Veränderung hatten die Ratten nicht die Fähigkeit, eine eigene Bauchspeicheldrüse zu entwickeln, was bedeutet, dass sie für die Pankreasentwicklung auf die implantierten Stammzellen angewiesen waren.

Als die Ratten vollständig ausgewachsen waren, stellten die Forscher fest, dass, anders als in der vorherigen Studie, die Mehrzahl der Bauchspeicheldrüsen auf die übliche Größe einer Ratten-Bauchspeicheldrüse gewachsen war.

Das Team transplantierte dann 100 insulinproduzierende Inseln aus der Rattenpankreas in Mäuse mit Typ-1-Diabetes. Die Forscher stellten fest, dass die Mäuse genetisch an die Stammzellen angepasst waren, die zur Pankreasbildung führten.

Sie fanden heraus, dass die Inseltransplantation für mehr als 370 Tage zu normalisierten Blutzuckerspiegeln in den Mäusen führte.

"Darüber hinaus", sagt Dr. Nakauchi, "brauchten die Empfängertiere nur 5 Tage nach der Transplantation eine Behandlung mit Immunsuppressiva und nicht die andauernde Immunsuppression, die für unübertroffene Organe erforderlich wäre."

Könnte Interspezies-Transplantation bei Menschen funktionieren?

In einer Untergruppe der Mäuse entfernte und analysierte das Team die Inselzellen, um zu sehen, ob sie Rattenzellen enthielten. Sie fanden heraus, dass das Immunsystem der Mäuse Rattenzellen aus den Inselzellen ausgerottet hatte.

"Dies ist sehr vielversprechend für unsere Hoffnung, menschliche Organe von Tieren zu transplantieren, da es nahe legt, dass kontaminierende Tierzellen nach der Transplantation vom Immunsystem des Patienten eliminiert werden können", erklärt Dr. Nakauchi.

Außerdem fanden die Forscher keine Hinweise auf Abnormalitäten, die durch die Stammzellen verursacht wurden, die die Inselzellen bildeten, wie zum Beispiel die Tumorbildung.

Das Team merkt an, dass pluripotente Stammzellen aufgrund ihrer hohen Plastizität in der Entwicklung eine hohe Wahrscheinlichkeit haben, Tumore zu bilden. Die Forscher spekulieren, dass der Mangel an Tumorbildung in dieser Studie auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass die Stammzellen in Rattenembryonen zur Pankreasentwicklung hin gesteuert wurden, anstatt dazu ermutigt zu werden, Inselzellen in einer Laborschale zu bilden.

Insgesamt glauben die Forscher, dass ihre Ergebnisse zeigen, dass Interspezies-Transplantation eine mögliche Behandlungsoption für Typ-1-Diabetes bei Menschen werden könnte, obwohl die Autoren anmerken, dass das Verfahren die Organbildung bei Tieren, die näher an Menschen in Größe oder evolutionärer Distanz sind, erfordert , Schweine oder nicht-menschliche Primaten. "

Die Autoren fügen hinzu:

Wie von unserer Studie vorgeschlagen, erscheinen auf diese Weise erzeugte Inseln funktionell und immunologisch identisch mit primären Wirtszellen.

Die Erzeugung von menschlichen Inseln auf diese Weise wird einen direkten Vergleich zwischen solchen Inseln und Inseln ermöglichen, die durch "standardmäßige" in vitro-gerichtete Differenzierung und / oder Tissue-Engineering-Ansätze erzeugt werden, um klinisch wichtige therapeutische Endpunkte zu erreichen.

Das Team betont jedoch, dass viel mehr Forschung erforderlich ist und dass es eine Reihe von ethischen Bedenken gibt, die bei der Transplantation menschlicher Stammzellen in die Embryonen von Tieren berücksichtigt werden sollten.

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