Inselzellen aus dem Labor als neuer Weg für die Behandlung des Typ-1-Diabetes

Inseltransplantationen aus den Organen verstorbener Spender haben sich als effektive Therapie bei Typ-1-Diabetes erwiesen: Manche Patienten kommen hinterher ganz ohne Insulin aus, berichtete Professor Dr. Audrey Parent, Universität San Francisco. Allerdings gibt es zu wenig Spenderorgane, um diese Therapie im großen Stil anbieten zu können.

Anders sieht es mit im Labor gezüchteten sogenannten „enriched Beta Clusters“, kurz eBC, aus, wie sie die Expertin in mehreren Schritten aus pluripotenten Stammzellen herstellt. Doch um diese ohne Immunsuppression als Inselersatz einzusetzen, gilt es, die Zellen vor dem Immunsystem des Empfängers zu verstecken.

Selektiv bestimmte HLA-Gene ausschalten

Ein möglicher Weg hierbei ist das Entfernen von humanem Leukozyten Antigen (HLA) auf der Oberfläche: T-Zellen erkennen die Fremdlinge dann nicht mehr als fremd, so die Expertin. Allerdings dienen manche HLA dazu, Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) zu bremsen. Zellen ganz ohne HLA haben daher keine Überlebenschance. Vielmehr gilt es, sehr selektiv bestimmte HLA-Gene auszuschalten. Der Gruppe um Prof. Parent gelang es, Stammzellen mit dem gewünschten HLA-Profil zu schaffen, ohne dass dies ihre Fähigkeit beeinträchtigte, sich zu Betazellen zu differenzieren.

Das Resultat wird als A2R-betaähnliche Zellen bezeichnet und von T- und NK-Zellen nicht attackiert. Mäuse, denen die A2R-Zellen transplantiert wurden, überlebten ohne Zeichen der Abstoßung. Als nächstes plant Prof. Parent, mithilfe der künstlichen Betazellen bei transgenen Mäusen die Interaktion zwischen humanen Betazellen und Immunzellen zu untersuchen – bisher gibt es dafür kein geeignetes Tiermodell. Am Ende könnten ganz neue Therapien für den Typ-1-Dia­betes stehen.

Komplette Inseln auf Chips kultivieren

Einen anderen Ansatz verfolgt Professor Dr. Maike Sander, Universität San Diego, die komplette Inseln auf Chips kultiviert. Kein einfaches Unterfangen, denn normalerweise überleben Pankreasinseln nicht sehr lange in einer Laborkultur. Etwas besser funktioniere es, wenn die Zellen in dreidimensionalen „Gerüsten“ wachsen können. Die neue Chiptechnologie ist der nächste Schritt. Laut Prof. Sander lassen sich damit – etwa indem der Chip von Nährlösungen überströmt wird – die Verhältnisse im lebendigen Gewebe noch besser nachahmen.

Damit nicht genug: Es ist tatsächlich gelungen, auf dem Chip vaskularisierte Miniorgane zu schaffen, die von Kapillaren versorgt werden. Das verbessert die Überlebensraten der Zellen und ihre funktionellen Eigenschaften, beispielsweise die Insulinantwort auf einen Glukosereiz. Momentan untersucht die Gruppe um Prof. Sander vor allem Prozesse innerhalb der Pankreasinseln. Perspektivisch möchte man mehrere „Organe auf dem Chip“ zusammenschalten, um die Interaktion zwischen verschiedenen Geweben und Zelltypen zu studieren, die beim Diabetes eine besondere Rolle spielt.

Quelle: 80^th Scientific Sessions der ADA