Ist die Inselzelltransplantation immer noch eine vielversprechende Behandlung für Typ-1-Diabetes?

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Ist die Inselzelltransplantation immer noch eine vielversprechende Behandlung für Typ-1-Diabetes?
Ist die Inselzelltransplantation immer noch eine vielversprechende Behandlung für Typ-1-Diabetes?
Anonim

Obwohl der Name Bilder von windgepeitschten Felsvorsprüngen vor der Nordküste Schottlands heraufbeschwören mag, sind die Langerhans-Inseln oder „Beta-Inselzellen der Bauchspeicheldrüse“, wie sie häufiger genannt werden, der natürliche Speicher des Körpers von insulinsekretierenden Zellen.

Es sind diese Zellen, die bei Typ-1-Diabetes zerstört oder schwer geschädigt sind und in manchen Fällen bei Typ-2-Diabetes mangelhaft sind. Menschen mit Typ-1-Diabetes müssen täglich Insulin spritzen, da ihnen eine natürliche Insulinquelle fehlt, ein Hormon, das für die Kontrolle des Blutzuckers unerlässlich ist.

Aber während des letzten Jahrzehnts haben Forscher Techniken zum Ersetzen von Beta-Inselzellen untersucht und verfeinert, mit dem Ziel, die natürliche Insulinproduktion und -freisetzung wiederherzustellen und die Notwendigkeit von Insulininjektionen bei Menschen mit Typ-1-Diabetes zu beseitigen. Menschen mit Typ-2-Diabetes, der durch einen anderen Krankheitsprozess verursacht wird, würden im Allgemeinen nicht von dieser Art der Therapie profitieren.

Eine bewährte Methode des Inselzelltransfers ist die Transplantation der Bauchspeicheldrüse, der großen Drüse (hinter dem Magen), in der Beta-Inselzellen leben. Studien haben gezeigt, dass eine Bauchspeicheldrüsentransplantation die Notwendigkeit einer Insulininjektion in etwa der Hälfte aller Fälle für mindestens fünf Jahre beseitigen kann.

Doch aufgrund der Risiken einer Transplantation und der Notwendigkeit, nach der Transplantation Medikamente gegen Abstoßungsreaktionen einzunehmen, ist dieses Verfahren in erster Linie eine Option für Patienten, die aufgrund einer fortgeschrittenen Nierenerkrankung auch eine Nierentransplantation erh alten. Laut der American Diabetes Association (ADA) erhöhen gleichzeitige Nieren- und Bauchspeicheldrüsentransplantationen bei ausgewählten Patienten das Risiko für den Patienten nicht, können das Überleben der transplantierten Nieren verbessern und die normale Kontrolle des Blutzuckers wiederherstellen.

Die ADA-Diabetes-Richtlinien weisen jedoch auch darauf hin, dass die Transplantation der Bauchspeicheldrüse bei der Umkehrung einiger schwerwiegender Langzeitnebenwirkungen von Diabetes nur teilweise erfolgreich ist. Das Verfahren kehrt Nierenprobleme und die Notwendigkeit täglicher und manchmal mehrfacher Insulininjektionen um. Aber chronische Erkrankungen wie Augenkrankheiten und Nervenanomalien sind bei diesen Transplantationspatienten häufig weiterhin ein Problem.

Als dieser Artikel geschrieben wurde, befanden sich laut United Network 1.389 Personen auf der nationalen Warteliste für eine Bauchspeicheldrüsentransplantation und weitere 2.409 Personen, die auf eine kombinierte Nieren- und Bauchspeicheldrüsentransplantation warteten für die gemeinsame Nutzung von Organen (UNOS).

Inselzelltransplantation

Eine etwas weniger invasive Alternative zur Pankreastransplantation ist die alleinige Inselzelltransplantation. Bei diesem experimentellen Verfahren werden Beta-Inselzellen identifiziert, isoliert und aus Spender-Bauchspeicheldrüsen entfernt und in eine mit der Leber verbundene Hauptvene injiziert. Die injizierten Inseln gelangen in mikroskopisch kleine Blutgefäße und werden von Lebergewebe umgeben und fixiert. Dort übernehmen die Zellen die Insulinproduktion und -sekretion und verwandeln die Leber effektiv in eine Ersatz-Bauchspeicheldrüse.

"Der Prozess, die Bauchspeicheldrüse zu entnehmen, die Zellen zu isolieren und sie dann alle an einem Tag zu transplantieren, ist ziemlich schwierig, besonders wenn Sie auch die Situation berücksichtigen, dass Sie möglicherweise den ganzen Tag damit verbringen, Zellen zu isolieren und kommen nie auf genügend Zellen aus diesem Verfahren ", sagt Emmanuel Opara, PhD, außerordentlicher Forschungsprofessor in der Abteilung für experimentelle Chirurgie und Assistenzforschungsprofessor in der Abteilung für Zellbiologie am Duke University Medical Center in Durham, North Carolina.

Opara und Kollegen suchen nach Alternativen zu menschlichen Inselzellen, einschließlich der Verwendung von Inseln aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen. Obwohl die Verwendung tierischer Organe beim Menschen umstritten ist, wird Insulin aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen und Kühen seit Anfang der 1920er Jahre verwendet, als die kommerzielle Insulinproduktion begann. Die Verwendung von Humaninsulin ist eine relativ junge Entwicklung.

Schweine-Inselzellen sind in Natur und Funktion menschlichen Inseln sehr ähnlich, aber weil sie von einem Tier stammen, werden sie vom Immunsystem des Patienten als fremde Eindringlinge angesehen, das spezialisierte Zellen aussendet, um sie zu jagen und zu markieren zum Entfernen und töte sie.

Um dieses Problem zu umgehen, haben Opara und seine Kollegen bei Duke spezielle Arzneistoff-Kugeln entwickelt, die aus einem komplexen Kohlenhydrat namens Alginat bestehen. Die Kugeln umgeben oder "kapseln" die Inselzellen ein und sollen porös genug sein, um Blutzucker hereinzulassen und Insulin herauszulassen, während sie die Inselzellen vor der Aktivität des Immunsystems schützen. Die Kugeln ähneln ein wenig den Schießscharten, die von Bogenschützen benutzt werden, die alte Burgen verteidigen.

Zusätzlich zum Aufbau von Inselzellreserven hat die Technik den vorteilhaften Nebeneffekt, dass die Zellen weniger anstößig für das Immunsystem sind und ihnen dadurch helfen, länger zu überleben, wenn sie in einen Patienten mit Typ-1-Diabetes transplantiert werden, sagt Opara.

Inselblätter, Viren und Stammzellen

Andere Forschungsteams arbeiten an Platten aus Inselzellen, die von einem porösen Kunststoff umgeben sind; Die resultierenden Blätter könnten theoretisch als bio-künstliche Bauchspeicheldrüsen fungieren. Wieder andere experimentieren mit Viren, die Transplantationen von Beta-Inselzellen in Form einer biologischen „Ste alth“-Technologie für das Immunsystem akzeptabler machen könnten.

Aber weil die frisch gezüchteten insulinproduzierenden Zellen von einer Art nicht spezialisierter Zellen stammen, die nur in den frühesten Stadien der Embryonalentwicklung zu finden sind, würde eine menschliche Version der Behandlung auf heftigen Widerstand der politischen und religiösen Rechten stoßen, die sich gegen medizinische Forschung unter Verwendung von Zellen aus menschlichen Embryonen stellen.

Im Jahr 2001 kündigte die Bush-Regierung ein Forschungsverbot an, bei dem Zellen verwendet wurden, die von neu geschaffenen Embryonen stammen (wie sie täglich von Fruchtbarkeitskliniken entsorgt werden), wodurch Wissenschaftler darauf beschränkt wurden, mit derzeit verfügbaren Stammzelllinien zu arbeiten; Stammzellforscher sagten, die Entscheidung lähme ihre Fähigkeit, sinnvolle Forschung zu betreiben, und könnte die Entwicklung lebensrettender Behandlungen – wie derjenigen für Diabetes – um Jahre oder sogar Jahrzehnte verzögern.

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