Diabetiker: Hilfe durch umprogrammierte Hautzellen

Alfred Domke

Stammzellforschung: Neue Therapie könnte Insulinspritzen künftig überflüssig machen

10.02.2014

US-amerikanischen Forschern ist es gelungen, Hautzellen in Mäusen mit einem vereinfachten Verfahren zu Insulin-produzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse umzuprogrammieren. Die Wissenschaftler hegen die Hoffnung, dass sich auf diesem Wege eines Tages DiabetesTyp 1 therpieren lässt.

Hautzellen zu Insulin-produzierenden Zellen umprogrammiert
US-amerikanische Forscher haben mit einem vereinfachten Verfahren Hautzellen in Mäusen zu Insulin-produzierenden Zellen verwandelt. Das Team um Sheng Ding von der University of California in San Francisco umging dabei den Schritt, die Zellen vorher zu pluripotenten Stammzellen (aus denen jede Zellart entstehen kann) zu verjüngen, und vermied so das damit verbundene Tumorrisiko. Die Wissenschaftler hegen die Hoffnung, dass sich auf diesem Wege eines Tages Diabetes Typ 1 heilen lässt. Sie präsentierten ihre Arbeit vor wenigen Tagen im Fachblatt „Cell Stem Cell“.

Rund 300.000 Deutsche mit Typ-1-Diabetes
Angeborener Diabetes (Typ 1) ist eine Autoimmunerkrankung, bei der das körpereigene Immunsystem durch eine Entzündungsreaktion (Insulitis) die Insulin produzierenden Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse angreift und zerstört. In der Folge entsteht zunehmend Insulinmangel, der zu einem Substratmangel in den Zellen, zum Anstieg des Blutzuckerspiegels, zur Übersäuerung des Blutes, zum Wasser- und Nährstoffverlust sowie zur raschen Gewichtsabnahme führt. Erhält der Betroffene keine Behandlung, kann sich ein lebensgefährliches Krankheitsbild entwickeln, das ketoazidotische Koma. Als Ursache der Erkrankung wird die Beteiligung vieler Faktoren diskutiert, die zu einem genetisch zum anderen durch Umweltfaktoren bedingt sind. Derzeit leiden etwa 300.000 Deutsche an Typ-1-Diabetes.

Betroffene müssen zeitlebens Insulin injizieren
Um den Blutzuckerspiegel zu kontrollieren, müssen die Betroffenen in der Regel zeitlebens Insulin injizieren. Es wäre daher wesentlich besser, wenn die Patienten wieder eigenständig Insulin produzieren könnten und zwar mit eigenen Zellen ohne die Gefahr einer Abstoßungsreaktion. Mit einem chemischen Cocktail verjüngten die kalifornischen Wissenschaftler nun bei Mäusen bestimmte Hautzellen (Fibroblasten) nicht bis zum pluripotenten Grundstadium, sondern nur bis zu einer Zellebene, aus der verschiedene Organe wachsen können, darunter auch die Bauchspeicheldrüse.

Veränderte Zellen diabetischen Mäusen eingesetzt
In einer Mitteilung der Hochschule wird Erstautor Ke Li zitiert: „Mit einem weiteren chemischen Cocktail transformierten wir diese Endoderm-artigen Zellen zu Zellen, die frühen Pankreas-artigen Zellen ähneln.“ Weiter hieß es: „Anfangs wollten wir sehen, ob wir diese PPLCs (pancreatic progenitor-like cells; Pankreas-Vorläufer-artige Zellen) zu Zellen reifen lassen können, die wie Beta-Zellen auf chemische Signale reagieren und – vor allem – Insulin bilden. Unsere Anfangsversuche in der Petrischale zeigten, dass das klappte.“ Die Forscher setzten diese veränderten Zellen in einem zweiten Schritt diabetischen Mäusen ein. Li zufolge sanken die Glukosewerte bei den Tieren nach einer Woche und als die Wissenschaftler die Zellen wieder entnahmen, stieg der Blutzuckerspiegel wieder.

Verfahren könnte eines Tages als Therapie dienen
Acht Wochen nach der Transplantation zeigten Untersuchungen, dass die PPLCs funktionsfähige Beta-Zellen entstehen ließen, welche Insulin bildeten. Die Forscher meinen, dass dies ein Beleg dafür sei, dass ein solches Verfahren grundsätzlich eines Tages als Therapie dienen könne. Heiko Lickert vom Institut für Diabetes- und Regenerationsforschung des Helmholtz Zentrums München erklärte, dass das Verfahren zeige, dass man zur Umprogrammierung von Fibroblasten in Beta-Zellen induzierte pluripotente Stammzellen und das damit verbundene Tumorrisiko vermeiden könne: „Die Forscher gehen nicht den ganzen Weg zurück bis zur Pluripotenz, sondern nur bis zu Endoderm-artigen Zellen.“ Die Studie zeige zwar, dass man damit funktionierende Beta-Zellen gewinnen kann, „allerdings ist die Effizienz der Beta-Zelldifferenzierung gering – noch“, so Lickert. Das Institut für Diabetes- und Regenerationsforschung am Helmholtz Zentrum München beteiligt sich mit acht weiteren Projektpartnern am gerade gestarteten europäischen Forschungsprojekt HumEn, welchesdie Gewinnung Insulin-produzierender Beta-Zellen aus Stammzellen vorantreiben soll. (ad)

Bild: Jörg Brinckheger / pixelio.de