Forscher haben vielleicht gerade einen Weg gefunden, um den normalen Blutzuckerspiegel in einem Mausmodell des Typ-1-Diabetes wiederherzustellen, das sich in Zukunft als vielversprechende Lösung für Menschen mit Typ-1- oder Typ-2-Diabetes erweisen könnte.
Dr. George Gittes, Professor für Chirurgie und Pädiatrie an der School of Medicine der University of Pittsburgh in Pennsylvania, leitete die Studie. Ihre Ergebnisse wurden in der Zeitschrift veröffentlicht.
Typ-1-Diabetes, eine chronische Autoimmunerkrankung, betrifft rund 1,25 Millionen Kinder und Erwachsene in den Vereinigten Staaten.
Das Immunsystem, das normalerweise Keime und Fremdstoffe zerstört, löst fälschlicherweise einen Angriff auf die insulinproduzierenden Betazellen aus, die sich in der Bauchspeicheldrüse befinden, was wiederum zu hohen Blutzuckerspiegeln führt.
Im Laufe der Zeit kann Typ-1-Diabetes eine signifikante Wirkung auf wichtige Organe haben und Herz- und Blutgefäßerkrankungen, Nerven-, Nieren-, Augen- und Fußschäden, Haut- und Munderkrankungen sowie Komplikationen während der Schwangerschaft verursachen.
Forscher im Typ-1-Diabetes-Bereich haben sich zum Ziel gesetzt, eine Behandlung zu entwickeln, die die Funktion von Beta-Zellen erhält und wiederherstellt, die wiederum Insulin auffüllen, das für die Bewegung von Blutzucker in Energiezellen verantwortlich ist.
Eine Barriere für diese Lösung ist, dass die neuen Zellen, die aus der Beta-Zell-Ersatz-Therapie entstehen, wahrscheinlich auch vom Immunsystem zerstört werden.
Um diese Hürde zu überwinden, stellte das Team die Hypothese auf, dass andere, ähnliche Zellen so umprogrammiert werden könnten, dass sie sich ähnlich wie Beta-Zellen verhalten und Insulin produzieren, aber unterschiedlich genug sind, um vom Immunsystem nicht erkannt und zerstört zu werden.
Alphazellen in Beta-Zellen umprogrammiert
Das Team entwickelte einen adeno-assoziierten viralen Vektor (AAV), der zwei Proteine - Pdx1 und MafA – an die Maus-Bauchspeicheldrüse lieferte. Pdx1 und MafA unterstützen die Proliferation, Funktion und Reifung von Beta-Zellen und können letztlich Alpha-Zellen in Insulin-produzierende Beta-Zellen umwandeln.
Alpha-Zellen waren die idealen Kandidaten für die Neuprogrammierung. Sie sind reichlich vorhanden, ähnlich den Betazellen und befinden sich in der Bauchspeicheldrüse, was alles beim Reprogrammierungsprozess helfen würde.
Die Analyse der transformierten Alpha-Zellen zeigte eine nahezu vollständige zelluläre Reprogrammierung zu den Beta-Zellen.
Dr. Gittes und sein Team zeigten, dass in einem Mausmodell für Diabetes die Blutzuckerspiegel für etwa 4 Monate mit Gentherapie wiederhergestellt wurden. Die Forscher fanden auch heraus, dass Pdx1 und MafA humane Alpha-Zellen in vitro in Beta-Zellen umwandeln.
"Die virale Gentherapie scheint diese neuen insulinproduzierenden Zellen zu schaffen, die gegenüber einem Autoimmunangriff relativ resistent sind", erklärt Dr. Gittes. "Diese Resistenz scheint auf die Tatsache zurückzuführen zu sein, dass diese neuen Zellen sich leicht von normalen Insulinzellen unterscheiden, aber nicht so unterschiedlich, dass sie nicht gut funktionieren."
Die Zukunft der Diabetes-Gentherapie
AAV-Vektoren werden derzeit in Gentherapiestudien erforscht und könnten schließlich durch ein nicht-chirurgisches endoskopisches Verfahren an die Bauchspeicheldrüse abgegeben werden. Die Forscher warnen jedoch, dass der Schutz, der bei den Mäusen beobachtet wurde, nicht dauerhaft war, und 4 Monate lang wiederhergestellte Glukosespiegel in einem Mausmodell "könnten sich beim Menschen auf mehrere Jahre übertragen".
"Diese Studie ist im Wesentlichen die erste Beschreibung einer klinisch übersetzbaren, einfachen Einzelintervention bei Autoimmundiabetes, die zu normalen Blutzuckern führt", sagt Dr. Gittes, "und wichtig ohne Immunsuppression."
"Eine klinische Studie bei Typ-1- und Typ-2-Diabetikern in der unmittelbar absehbaren Zukunft ist angesichts der beeindruckenden Natur der Umkehrung des Diabetes und der Machbarkeit der AAV-Gentherapie bei Patienten durchaus realistisch."
Dr. George Gittes
Die Wissenschaftler testen die Gentherapie bei nicht-menschlichen Primaten. Wenn sie erfolgreich sind, werden sie mit der FDA (Food and Drug Administration) zusammenarbeiten, um die Verwendung bei Menschen mit Diabetes zu genehmigen.
