KÜNSTLICHE BETAZELLEN BEI DIABETES

Bereits im gesunden Organismus stellt die Einstellung des Blutzuckerspiegels ein hoch komplexes System dar. Nehmen wir eine kohlenhydratreiche Mahlzeit zu uns, steigt die Glucosekonzentration im Blut an. Als wichtiger, für manche Organe wie das Gehirn oder die roten Blutkörperchen sogar alleiniger Energielieferant ist dies auch notwendig. Um den Spiegel jedoch nicht zu hoch ansteigen zu lassen, schüttet der Körper zeitgleich Insulin aus den Betazellen des Pankreas aus, das den Glucose-Überschuss zum Aufbau des Energiespeichers Glykogen nutzt. Sinkt der Spiegel unter einen bestimmten Wert, wird die Insulin-Ausschüttung eingestellt und bei einer weiteren Absenkung (Hungersignal) der natürliche Gegenspieler Glukagon sezerniert, welcher wiederum den Abbau von Glykogen zu Glucose einleitet. Anhand der Darstellung dieses sensiblen Gleichgewichts scheint es nicht verwunderlich, dass die Gabe eines Insulins alleine nicht zu den gleichen Resultaten führen kann wie der natürliche Prozess. Daher ist bei vielen Diabetikern eine Über- oder gefährlicher noch eine Unterzuckerung keine Seltenheit. Sie müssen durch häufiges Blutzuckermessen ihren Spiegel immer im Auge behalten. Zudem ist die Applikationsform des Spritzens für viele Betroffene nicht nur lästig, sondern auch schmerzhaft.

Die Probleme der Blutzuckerregulation bei Diabetikern sind für Forscher daher ein Anreiz, neue Systeme zu entwickeln oder Ansatzpunkte zu finden, bestehende Therapie zu verbessern. Das Verfahren der Forscher um Zhen Gu von der University of North Carolina in Chapel Hill orientiert sich dabei stark an dem natürlichen Mechanismus der Regulation: künstliche Betazellen. Die Zellen weisen ähnlich wie ihre natürlichen Vorbilder ein zweischichtiges Lipidmembran-System auf und enthalten komplexe Insulin-gefüllte Vesikel. Bei einem Blutzuckeranstieg, verschmelzen die Vesikel mit der äußeren Membran und setzen Insulin frei, das langsam in das umliegende Gewebe gelangt. Erste Erfolge des Konzepts konnten die Forscher bereits an sogenannten Diabetikermäusen, die keine Pankreaszellen besitzen, zeigen. Sie verpflanzten die Zellen mit Hilfe eines abbaubaren Hydrogels in die Versuchstiere, wo sie für einen Zeitraum von bis zu fünf Tagen zu einer gesunden Absenkung des Blutzuckerspiegels beitragen konnten.

Die nächste Herausforderung vor der klinischen Prüfung stellt nun die Entwicklung einer passenden Darreichungsform dar. Die Zellen könnten wie im Mausmodell in abbaubare Trägerstoffe integriert und alle paar Tage unter die Haut gesetzt werden. Alternativ arbeiten die Wissenschaftler an einem Hautpflaster als schmerzfreie und leicht entsorgbare Applikation.

Farina Haase, Volontärin

Quelle: Bild der Wissenschaft