Typ-1-Diabetes: Das neue Pankreaszelltransplantationssystem ist vielversprechend
Wissenschaftler haben einen Weg entwickelt, um die Wirksamkeit der Pankreasinseltransplantation zu erhöhen, einer vielversprechenden Therapie für Typ-1-Diabetes.
Die Abstoßung des Immunsystems durch den Empfänger ist ein großes Hindernis für Pankreasinseltransplantationen von Spendern, die routinemäßig für die Behandlung von Typ-1-Diabetes verfügbar werden.
Eine Möglichkeit, dies zu überwinden, besteht darin, die Inseln - Gruppen von Insulin produzierenden Zellen - in Mikrokapseln zu platzieren, die aus einem Material bestehen, das weniger wahrscheinlich eine Immunantwort hervorruft.
Der Prozess der Mikroverkapselung kann jedoch zu einer großen Anzahl leerer Kapseln führen, was ein hohes Implantatvolumen bedeutet, um das erforderliche Ergebnis zu erzielen. Dies erhöht das Risiko einer Immunreaktion.
Jetzt haben Forscher der Universität des Baskenlandes in Spanien ein Magnetsystem zur Reinigung der Mikrokapseln entwickelt, das die leeren voneinander trennt.
Sie beschreiben das Reinigungssystem und wie sie sein Produkt an Ratten in einem Internationales Journal für Pharmazie Papier.
Die Studie zeigte, dass Ratten, die zur Entwicklung von Diabetes induziert wurden, nach der Implantation von „magnetisch gereinigten“ Insel-Mikrokapseln fast 17 Wochen lang normale Blutzuckerspiegel erreichten und beibehielten.
„Einer der Nachteile von Inseltransplantationen ist die langfristige Verwendung von Immunsuppressiva, um die Immunabstoßung der transplantierten Inseln zu verhindern. Diese Medikamente senken die Abwehrkräfte des Patienten und verursachen schwerwiegende medizinische Komplikationen “, erklärt der Erststudienautor Albert Espona-Noguera von der School of Pharmacy der Universität.
Typ-1-Diabetes und Inseltransplantationen
Typ-1-Diabetes entsteht, wenn das Immunsystem die insulinproduzierenden Zellen in der Bauchspeicheldrüse zerstört. Ohne Insulin können die Körperzellen keine Glukose aus dem Blut aufnehmen, um Energie zu gewinnen. Dies führt zu gefährlich hohen Blutzuckerspiegeln.
Laut einem 2016 BMJ Open Diabetes Research & Care Studie steigt die Prävalenz von Typ-1-Diabetes weltweit. Im Jahr 2014 gab es weltweit rund 387 Millionen Menschen mit Diabetes, von denen 5–10% Typ 1 hatten.
Abgesehen von ganz bestimmten Fällen sind Inseltransplantationen für die meisten Menschen mit Typ-1-Diabetes noch nicht verfügbar. Sie müssen immer noch jeden Tag Insulin nehmen und ihren Glukosespiegel überwachen.
Die Mikroverkapselung verspricht, zwei der Hindernisse für die routinemäßige Verwendung von Inseltransplantationen zu überwinden: das Fehlen von Spenderinseln und die Notwendigkeit, dass die Empfänger für den Rest ihres Lebens Immunsuppressiva einnehmen müssen.
Das System, das Espona-Noguera und seine Kollegen entwickelt haben, adressiert diese beiden Herausforderungen. Durch die Erhöhung des Anteils an Kapseln, die tatsächlich Inseln enthalten, wird die knappe Ressource besser genutzt.
Gleichzeitig wird durch Verringern des Implantatvolumens, das zur Erzielung des gewünschten Effekts erforderlich ist, die Belastung verringert, die wahrscheinlich einen Immunangriff hervorruft.
Wie das Reinigungssystem funktioniert
Das Mikrokapsel-Reinigungssystem fügt den Inseln vor der Mikroverkapselung magnetische Nanopartikel hinzu.
Nach der Mikroverkapselung passieren die Mikrokapseln den Magnetreiniger. Dies trennt die Mikrokapseln, die magnetische Inseln enthalten, von den leeren, nicht magnetischen Mikrokapseln.
Die Trennung erfolgt in einem 3D-gedruckten Mikrofluidik-Chip mit winzigen Kanälen, die Magnete enthalten. Die Magnete sind so positioniert, dass, wenn die Mikrokapseln durch die Kanäle fließen, die magnetischen in eine Richtung und die nichtmagnetischen in eine andere Richtung austreten.
Laut Espona-Noguera ist die Reinigungseffizienz des Systems so hoch, dass das Implantatvolumen der Inseln um fast 80% reduziert werden konnte.
Eine solche Reduzierung habe das Potenzial, Komplikationen, die nach der Implantation großer Mengen von Mikrokapseln auftreten können, erheblich zu reduzieren, fügt er hinzu.
"In dieser Arbeit haben wir die Funktionalität der gereinigten Implantate in diabetischen Tiermodellen untersucht."
Albert Espona-Noguera
