Eine bioartifizielle Bauchspeicheldrüse als mögliches Heilmittel für Typ-1-Diabetes
Von Typ-1-Diabetes sind mehr als 2,2 Millionen Menschen in Europa betroffen. Für diese Krankheit, bei der das Immunsystem des Körpers die insulinproduzierenden Zellen angreift, gibt es keine Heilung. Sie kann jedoch durch kontinuierliche Blutzuckermessungen und Insulin-Injektionen behandelt werden. Es stehen zwar fortschrittlichere Behandlungsmethoden zur Verfügung, doch diese bergen Einschränkungen und Risiken. „Obwohl bestehende Behandlungen wie die Transplantation von Langerhans-Inseln helfen können, sind sie aufgrund der geringen Zahl menschlichen Spender und der Notwendigkeit lebenslanger Immunsuppressions-Injektionen in der Praxis stark eingeschränkt“, sagt Ekaterine Berishvili(öffnet in neuem Fenster), Ärztin und außerordentliche Professorin an der Medizinischen Fakultät der Universität Genf(öffnet in neuem Fenster) in der Schweiz. Das EU-finanzierte Projekt VANGUARD(öffnet in neuem Fenster) möchte diese Behandlungsmöglichkeiten verbessern. „Unser Ziel war es, eine bioartifizielle Bauchspeicheldrüse zu entwickeln – ein Konstrukt, das insulinproduzierende Zellcluster enthält, welche in ein schützendes Biomaterial eingebettet sind und den normalen Blutzuckerspiegel wiederherstellen können, ohne auf Spenderorgane angewiesen zu sein oder das Immunsystem der Patienten zu unterdrücken“, fügt Berishvili hinzu, die als Projektkoordinatorin fungiert. Im Laufe von fünf Jahren entwickelten die sechs Partnerinstitutionen des Projekts(öffnet in neuem Fenster) ein herausnehmbares, implantierbares Medizinprodukt, das die Aufgabe der Bauchspeicheldrüse übernimmt und die körpereigene Glukoseregulation wiederherstellt.
Die Vorteile eines bioartifiziellen Bauchspeicheldrüse-Konstrukts
Hinter dem innovativen Produkt des Projekts stehen mehrere bahnbrechende Entwicklungen. Eine davon ist Amniogel, ein Hydrogelgerüst, das aus der menschlichen Amnionmembran gewonnen wird. „Amniogel schützt transplantierte Zellen, fördert die Bildung von Blutgefäßen um sie herum und bietet einen teilweisen Immunschutz. Darüber hinaus ist es mit der Produktherstellung in pharmazeutischer Qualität kompatibel“, erklärt Berishvili. Das Produkt wurde vom Innovationsradar der Europäischen Kommission(öffnet in neuem Fenster) als marktreif und mit hohem kommerziellen Potenzial bezeichnet. Zudem wurden im Rahmen des Projekts auch vorvaskularisierte Organoide vom Menschen und vom Schwein hergestellt – 3D-Cluster von Insulin-produzierenden Zellen in Kombination mit Blutgefäß-bildenden Zellen. Bei ihrer direkten Integration in Amniogel entsteht ein vollständiges bioartifizielles Bauchspeicheldrüse-Konstrukt. „Zusammengenommen zeigen diese Lösungen, dass spenderunabhängige, vorvaskularisierte bioartifizielle Bauchspeicheldrüse-Konstrukte den normalen Blutzuckerspiegel wiederherstellen können – dies war vor fünf Jahren schlichtweg nicht möglich“, bemerkt Berishvili.
Auf dem Weg zu einer funktionellen Heilung für Typ-1-Diabetes
Laut Berishvili ist die Tatsache, dass das Projekt sein Produkt herstellen konnte, indem es Zellen von Schweinen als Organspendern verwendete, von besonderer Bedeutung. „Eine der größten Hürden für die Maßstabsvergrößerung jeglicher Zelltherapie ist der Mangel an menschlichen Spendern“, stellt sie fest. „Schweinezellen bieten hingegen eine potenziell unbegrenzte, erneuerbare Quelle, und die Xenotransplantation, die einst als ferne Perspektive galt, ist heute ein ernstzunehmendes und sich rasant entwickelndes Gebiet.“ Die Umsetzung des Projekts wurde in präklinischen Studien erfolgreich validiert. Das Potenzial reicht auch über Anwendungen jenseits von Diabetes hinaus. Amniogel kann als Gerüst für viele andere Zelltypen und Gewebezüchtungs-Anwendungen dienen, während die skalierbaren Ansätze des Projekts zur Herstellung von Organoiden auch Wege für Zelltherapien in der regenerativen Medizin im weiteren Sinne eröffnen. Derzeit arbeitet das Forschungsteam daran, die Immunschutzstrategien der Lösung zu verfeinern, verbesserte Implantationsstellen zu testen und eine erste klinische Studie am Menschen – letztendlich mit dem Ziel der klinischen Anwendung – zu entwickeln. „Die Möglichkeiten für eine funktionelle Heilung von Typ-1-Diabetes, die nicht an wenige Spender oder die lebenslange Immunsuppression der Betroffenen gebunden ist, sind heute offensichtlicher denn je“, so Berishvili abschließend.
