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News: Inselzellen in der praktischen Frischhalteverpackung

Forscher haben Kügelchen aus komplexen Kohlenhydraten entwickelt, um Insulin-produzierende Inselzellen zu schützen. Ihrer Meinung nach verbessert dies die Erfolgsaussichten einer Transplantation von Inselzellen zur Behandlung von Diabetes.
Diese Kügelchen bestehen aus einem komplexen Kohlenhydrat, das unter der Bezeichnung Alginat bekannt ist. Ihre Entwicklung könnte eines der Hauptprobleme lösen, das einer erfolgreich Transplantation von Inselzellen bisher im Wege stand: „Diese Kügelchen besitzen Poren, die groß genug sind, damit Glucose eindringen und Insulin austreten kann. Gleichzeitig sind die Poren klein genug, um die Immunzellen daran zu hindern, in die Kügelchen einzudringen und die Inselzellen anzugreifen”, sagte Emmanuel Opara, Assistenzprofessor für experimentelle Chirurgie und Leiter des Forschungsprojekts an der Duke University.

Die Forscher fanden in Tierversuchen heraus, daß die isolierten Inselzellen in Tests genau zur jeweiligen Glucosekonzentration passende Mengen Insulin produzierten. Insulin ist ein Hormon, das von speziellen Zellen in der Bauchspeicheldrüse, den sogenannten Langerhansschen Inseln, erzeugt und abgesondert wird. Es sorgt für den Abbau von Zucker, Stärke und anderen Lebensmittel, wobei Energie für den Zellstoffwechsel frei wird. Diese Langerhansschen Inseln weisen bei Insulinmangeldiabetes, Diabetes Typus I, eine Fehlfunktion auf. Diabetiker müssen sich daher ihr Insulin injizieren.

In den Experimenten haben die Wissenschaftler Inselzellen aus der Bauchspeicheldrüse eines Spendertieres durch Behandlung mit Enzymen gewonnen, die mit Ausnahme von Inselzellen alles verdauen. Die isolierten Zellen wurden dann in eine Alginatlösung gegeben. Diese wurde mit Hilfe eines Tröpfchen-Generators durch eine feine Kanüle gepreßt. Dabei entstanden winzige Kügelchen, die hart wurden, sobald sie in eine Calciumlösung tropften. Jedes Kügelchen enthielt eine oder zwei Zellen. In dieser Phase des Prozesses war das gesamte Kügelchen fest. Anschließend wurde es mit einer Schicht Aminosäuren als Abstandhalter ausgestattet und dann mit Alginat überzogen. „Wir haben die Kügelchen anschließend in einem sogenannten Chelierungsprozeß chemisch behandelt. Dadurch wurde der innere Alginatkern wieder flüssig”, erklärt Opara. „Das flüssige Zentrum bietet eine ideale Umgebung für die Inseln, damit sie innerhalb einer schützenden Hülle arbeiten können.”

Die Forscher testeten die Fähigkeit der Inselzellen, angemessene Insulinmengen zu produzieren, in drei Versuchsreihen: die erste Gruppe lebte in flüssigen Kugelkernen, die zweite Gruppe in festen Kernen, und die dritte Gruppe bestand aus verpackten Inselzellen, die 24 Stunden lang in einer Lösung aus Nährstoffen und Antibiotika aufbewahrt worden waren, jedoch in Kugeln mit einem festen Kern steckten.
„Die Inselzellen in der ersten Gruppe reagierten auf variable Glucosekonzentrationen wie normale Inselzellen reagieren würden, während die zweite Gruppe überhaupt keine Antwort zeigte”, sagte Opara. „Die dritte Gruppe zeigte eine kleine, aber unbedeutende Reaktion; daher glauben wir, daß die Aufbewahrung in einer Nährlösung die Funktion der Zellen verbessern kann.”

Seit 1966 haben Chirurgen mehr als 7.000 menschliche Bauchspeicheldrüsen transplantiert. Dadurch konnten viele Diabetiker aufhören, sich Insulin zu spritzen. Doch leider sind nicht genügend Organe vorhanden, um alle Diabetiker zu versorgen.

Die Forscher überlegen, Inselzellen aus Schweinen, von denen jedes Jahr viele Millionen wegen ihres Fleisches geschlachtet werden, zu isolieren. Um die Abwehrreaktion des menschlichen Immunsystems gering zu halten, wollen sie mit einer speziellen Schweinerasse arbeiten, die menschliche Gene trägt. Harland ist jedoch überzeugt, daß die Transplantation von Inselzellen schon in naher Zukunft Realität werden könnte. „Zur Zeit wissen wir noch nicht, wie lange die Inselzellen arbeiten werden. Aber selbst wenn wir alle sechs Monate oder einmal im Jahr neue Zellen implantieren müssen, wäre das für die Patienten immer noch besser, als sich mehrmals am Tag Insulin spritzen zu müssen.”

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