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© UniversitätsklinikumCarl Gustav Carus
Die Wirkungsweise des Bio-Reaktors.
 
Diabetologie 21. November 2013

Bio-Reaktor

Künstliches Pankreas bringt Durchbruch in der Diabetestherapie.

Weltweit zum ersten Mal setzten Wissenschaftler ein künstliches Pankreassystem erfolgreich zur Behandlung eines Patienten mit Typ-1-Diabetes ein. Die menschlichen Inselzellen im Bio-Reaktor produzieren knapp ein Jahr nach Implantation noch Insulin im Körper.

Die Diabetesforscher des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus Dresden, das Partner im Deutschen Zentrum für Diabetesforschung ist, implantierten einem Patienten einen Bio-Reaktor mit menschlichen Inselzellen. Die neuartige Therapie und das Pankreassystem könnten die bei Transplantationen notwendige Immunsuppression überflüssig machen. Allerdings bedarf es weiterer Studien, bevor eine größere Zahl an Patienten von dieser innovativen Therapie profitieren kann. Das von Prof. Dr. Stefan R. Bornstein, Direktor der Medizinischen Klinik III des Dresdner Uniklinikums geleitete Forscherteam publiziert die Ergebnisse nun in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS 2013; doi:10.1073/pnas.1317561110).

Flache Dose im Körper

Rund ein Jahr blieb der kleine Bio-Reaktor in Form einer flachen Dose im Körper des Patienten. Seine Besonderheit: Das künstliche Pankreassystem – entwickelt von einem israelischen Unternehmen – macht anders als bei sonstigen Organ- und Gewebetransplantationen die Immunsuppression überflüssig. Denn es schützt die Spenderzellen vor Angriffen des Immunsystems, lässt jedoch umgekehrt das Insulin in den Körper gelangen. Bornstein: „Das ‚Ei des Kolumbus‘ ist dabei die kontrollierte Sauerstoffversorgung der Zellen, die dadurch aktiv bleiben.“

Revolutionierender Fortschritt

Der Wissenschaftler ist überzeugt, dass das neue System die Diabetestherapie zukünftig revolutionieren kann. Damit könnten zukünftig sogar insulinproduzierende Zellen vom Schwein eingesetzt werden, ohne vom menschlichen Organismus abgestoßen zu werden. „Müssen die Empfänger von Spenderzellen nicht mehr lebenslang Immunsuppressiva einnehmen und könnte man das Problem der fehlenden Spenderorgane umgehen, könnten viel mehr Menschen mit Diabetes als bisher von einer Inselzelltransplantation profitieren“, so der Dresdner Diabetesforscher Bornstein.

Video: Bioreaktor bringt Durchbruch in der Diabetestherapie

„Der weltweit erste Einsatz eines Bio-Reaktors bei einem Diabetespatienten ist ein weiterer Beleg für die erfolgreiche Verknüpfung von Spitzenmedizin und Wissenschaft in Dresden. Sie ist Frucht einer Strategie, deren Fundament mit der Gründung der Dresdner Hochschulmedizin vor nunmehr genau 20 Jahren gelegt wurde“, sagt Prof. Dr. Michael Albrecht, Medizinischer Vorstand des Universitätsklinikums Carl Gustav Carus. „Diese beeindruckenden Ergebnisse verdeutlichen unseren Anspruch, Grundlagenforschung zugunsten von Patienten umzusetzen – eines der Hauptziele der Medizinischen Fakultät in Dresden“, so Prof. Dr. Heinz Reichmann, Dekan der Medizinischen Fakultät Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden.

Historische Bedeutung

Für den Medizin-Nobelpreisträger Prof. Andrew V. Schally von der Miller School of Medicine der University of Miami, der im Forschungsverbund mit den Dresdnern steht, hat dieser Erfolg „historische Bedeutung“. Denn für Menschen mit Typ-1-Diabetes, die trotz medikamentöser Therapie an lebensbedrohlichen Schwankungen ihres Zuckerhaushalts leiden, stellen die Pankreas-Organ- sowie die Inselzell-Transplantation derzeit die einzigen Möglichkeiten dar, um die insulinproduzierenden Beta-Zellen zu ersetzen. Beide Optionen bringen eine deutlich verbesserte Diabetes-Kontrolle und Lebensqualität für die Betroffenen. Doch die dauerhafte Einnahme von Immunsuppressiva macht anfällig für Infektionen oder andere mögliche Nebenwirkungen wie ein erhöhtes Krebsrisiko. Darum kam die Behandlung bislang nur für Menschen in Betracht, die ganz spezielle medizinische Kriterien erfüllen.

Dr. Barbara Ludwig hat 2008 das Inselprogramm an der Medizinischen Klinik und Poliklinik III am Dresdner Universitätsklinikum aufgebaut, das seitdem deutschlandweit das einzige aktive Zentrum für die Inseltransplantation ist. Im Zentrum von Dr. Ludwigs Forschungsarbeit steht die Verbesserung der Qualität der Inselzellen. Das künstliche Pankreassystem hat sie zunächst umfassend zusammen mit israelischen Kollegen an Tiermodellen erprobt, bevor es erstmals klinische Anwendung fand.

Bevor jedoch mehr Menschen vom Dresdner Forschungserfolg profitieren können, sind weitere Studien und Entwicklungen notwendig. „Wir schätzen, dass das System in fünf Jahren eine Therapieoption in der Behandlung des Diabetes sein wird“, so Bornstein.

Literatur: B. Ludwig et al.: Transplantion of human islets withot immunosuppression. Proceedings of the National Academy of Sciences) publiziert: PNAS 2013; doi: 10.1073/pnas.1317561110

Link zur 3D-Animation: www.youtube.com/watch?v=0J9gzOrg3JE&list=PLxfoFLLl3pz8a4-EERSw4-6kHSdChCeO

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