Könnten Stammzellen das Leben von Menschen mit Typ-1-Diabetes verändern?

Der Umgang mit Typ-1-Diabetes ist eine lebenslange Aufgabe, die nicht allein durch die Einhaltung eines bestimmten Lebensstils oder die Verwendung verschreibungspflichtiger Medikamente oder medizinischer Geräte bewältigt werden kann. Da es derzeit keine Heilung für Typ-1-Diabetes gibt, liegt es auf der Hand, dass die Menschen nach anderen Möglichkeiten suchen, damit umzugehen. 

Eine der aufregendsten neuen Behandlungsmethoden¹ für Typ-1-Diabetes ist die Stammzellentherapie. Lesen Sie weiter, um mehr über die Stammzelltherapie und ihre Behandlung von Typ-1-Diabetes zu erfahren. 

Was ist Typ-1-Diabetes?

Typ-1-Diabetes ist eine chronische Erkrankung, bei der die Bauchspeicheldrüse zerstört wird und ihre Fähigkeit zur Insulinproduktion beeinträchtigt wird. Insulin hilft den Körperzellen, Glukose zur Energiegewinnung zu nutzen. Sobald Sie gegessen haben, regt Insulin die Weiterleitung von Glukose aus dem Blut an Ihre Körperzellen an, sodass Sie diese als Energiequelle für Ihre Aktivitäten nutzen können. 

Typ-1-Diabetes ist eine Autoimmunerkrankung. Das bedeutet, dass der Körper die Betazellen (die insulinproduzierenden Zellen) angreift und sie fälschlicherweise für Infektionserreger hält. Da es keine bekannte Ursache für Typ-1-Diabetes gibt, gibt es auch keine erfolgreichen Behandlungen dafür. 

Ist Typ-1-Diabetes heilbar?

Während Sie Typ-1-Diabetes mit Diät, Bewegung und Insulin in den Griff bekommen können, gibt es derzeit (noch) keine Heilung dafür. Derzeit wird daran geforscht, Wege zu finden, die Krankheit umzukehren, damit Menschen ohne Medikamente gesund leben können. Die meisten dieser Studien konzentrieren sich auf die Wiederherstellung der Fähigkeit des Körpers, auf natürliche Weise Insulin zu produzieren. 

Was sind Stammzellen?

Stammzellen sind undifferenzierte Zellen, die andere Zelltypen mit spezifischen Funktionen erzeugen können. Die ersten beiden erzeugten Zellen werden als Tochterzellen bezeichnet. Die Tochterzellen können entweder eine neue Stammzelle werden oder die Ausgangszelle für die Entwicklung spezialisierter Zellen wie Gehirn-, Knochen- oder Blutzellen sein.

Warum gibt es ein Interesse an Stammzellen? 

Aufgrund folgender Vorteile setzen Forscher auf Stammzellen:

Stammzellen ermöglichen ein besseres Verständnis von Krankheiten

Wenn Forscher beobachten, wie Stammzellen Nerven, Muskeln, Knochen und andere Organe erzeugen, erhalten sie ein besseres Verständnis dafür, wie eine bestimmte Krankheit oder ein bestimmter Zustand entsteht. 

Stammzellen erzeugen gesunde Zellen, die die von einer Krankheit betroffenen Zellen ersetzen können

Forscher können Stammzellen zu bestimmten Geweben leiten, um beschädigte Zellen zu reparieren. 

Mit Stammzellen können neue Medikamente auf ihre Sicherheit und Wirksamkeit getestet werden 

Forscher können Stammzellen verwenden, um die Sicherheit und Qualität der Medikamente zu testen. Bei diesen Tests werden Stammzellen in gewebespezifische Zellen programmiert, um ein neues Medikament auszuprobieren. 

Die Stammzelle wird dann so programmiert, dass sie die Eigenschaften der Zellen übernimmt, auf die das Medikament abzielt. Studien, um diese Zellen so zu programmieren, dass sie bestimmte Zellen erzeugen, sind noch im Gange. 

Was ist Stammzelltherapie? 

Die Stammzelltherapie behandelt verschiedene Krankheiten wie neurologische Erkrankungen, orthopädische Erkrankungen, Autoimmunerkrankungen und entzündliche Erkrankungen. Es wurden Studien über seinen Einsatz zur Behandlung von Multipler Sklerose, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung, amyotropher Lateralsklerose, Morbus Crohn, Genesung nach Schlaganfall und Typ-1-Diabetes durchgeführt. 

Eine Stammzelltherapie heilt diese Erkrankungen nicht unbedingt. Stattdessen werden Stammzellen verwendet, um dem Körper zu ermöglichen, sich so weit zu heilen, dass die spezifischen Krankheitssymptome über einen längeren Zeitraum reduziert werden. 

Wie könnte eine Stammzelltherapie Diabetespatienten helfen?

Die Stammzelltherapie wird eingesetzt, um die komplexen Möglichkeiten zur Behandlung von Diabetes von seiner Ursache her zu erforschen, darunter:

• Warum das Immunsystem die Betazellen und keine anderen Zellen ins Visier nimmt

• Die Ursache der Insulinresistenz bei Typ-2-Diabetes 

Aktuelle Studien zeigen Fortschritte bei der Erzeugung von insulinproduzierenden Zellen² (Betazellen) aus embryonalen Stammzellen (ESCs) und induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS). 

Laborstudien haben dazu beigetragen, das Fortschreiten des Diabetes, die mögliche genetische Ursache sowie die Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen den Patienten besser zu verstehen. Forscher nutzen die Informationen, um Menschen früher zu diagnostizieren, das Fortschreiten der Krankheit zu verhindern und Diabetes zu behandeln. 

Darüber hinaus können ESCs und iPS-abgeleitete Betazellen Betazellen ersetzen und eine potenzielle Heilung für Diabetes darstellen, wenn Forscher sie in Patienten transplantieren können. Insbesondere bei iPS besteht, da sie vom Patienten stammen können, ein sehr geringes Risiko einer Transplantatabstoßung, obwohl es bei Patienten mit Typ-1-Diabetes zu einem Angriff auf ihre Betazellen kommen kann. 

Experimentelle Behandlung mit Vertex VX-880 für Typ-1-Diabetes 

Auf der Grundlage der von Melton Lab durchgeführten Forschung hat Vertex Pharmaceuticals den VX-880 entwickelt. Hierbei handelt es sich um eine experimentelle, aus Stammzellen gewonnene Pankreas-Inselzellersatztherapie speziell für Typ-1-Diabetes. 

Die Transplantation von Inselzellen der Bauchspeicheldrüse aus der Bauchspeicheldrüse eines Spenders gibt es bereits in einer Therapie, die als Inseltransplantation bezeichnet wird. Allerdings ist die Inseltransplantation auf gespendete Pankreaszellen angewiesen, die Mangelware sind. 

Um dieses Problem zu lösen, können Stammzellen die Antwort sein. Mit diesem Ansatz startete Vertex Pharmaceuticals im März 2021 den ersten Versuch am Menschen³. Bei dieser Behandlung injizierten Wissenschaftler dem Patienten eine halbe Dosis VX-880 zusammen mit einer immunsuppressiven Therapie.

Diese Therapie sollte eine Immunabstoßung der neuen Inselzellen verhindern.

Der erste an dieser Studie am Menschen beteiligte Patient lebte seit 40 Jahren mit Typ-1-Diabetes und konnte ihn durch Insulininjektionen in den Griff bekommen. Das Experiment war erfolgreich und der Patient erfuhr durch den Test eine intensive Verbesserung verschiedener Messgrößen. Dazu gehören eine verbesserte Blutzuckerkontrolle und ein verringerter exogener Insulinbedarf.

Diese Verbesserungen deuten auf eine Wiederherstellung der insulinproduzierenden Inselzellen hin. 

Dies sind jedoch nur frühe Erkenntnisse einer Person. Es ist noch viel Arbeit nötig, um sicherzustellen, dass die Behandlung wirksam und sicher ist. In diesem Sinne müssen groß angelegte klinische Studien durchgeführt werden, um die Wirksamkeit der Stammzelltherapie bei der Kontrolle des Blutzuckerspiegels, insbesondere auf lange Sicht, zu bestimmen.

Warum ist Typ-1-Diabetes ein guter Kandidat für eine Stammzelltherapie?

Die Stammzelltherapie in der regenerativen Medizin verspricht die Behandlung vieler Krankheiten, wie zum Beispiel Typ-1-Diabetes. Stammzellen erfüllen die Notwendigkeit, Betazellen zu ersetzen und die Autoimmunreaktion auf insulinproduzierende Zellen zu steuern. 

Derzeit werden für eine Transplantation geeignete Betazellen aus pluripotenten Zellen (d. h. Zellen, die die Fähigkeit zur Selbsterneuerung besitzen) aus verschiedenen Quellen wie der Bauchspeicheldrüse und der Leber gewonnen. Forscher haben ein Protokoll beibehalten, das Zellen mit molekularen Eigenschaften produziert, die insulinsekretierenden Zellen ähneln. 

Leider reagieren diese Zellen nicht auf Glukose. Dieses Problem wird durch einige molekulare Strategien in klinischen Studien angegangen. 

Welche Risiken sind mit der Stammzelltherapie verbunden? 

Nach Angaben der FDA können unbewiesene Stammzelltherapien unsicher sein.⁴ Ihre Warnungen beziehen sich auf verschiedene Stammzellforschungen und weisen auf folgende Bedenken hin:

• Reaktion aufgrund der Verwaltungsseite 

• Die Fähigkeit der Zellen, sich von der Platzierungsstelle zu entfernen, sich in ungeeignete Zellen zu verwandeln und sich zu vermehren 

• Die Stammzellen funktionieren nicht wie erwartet

• Wachstum von Tumoren 

Es besteht die Möglichkeit, dass diese Sicherheitsrisiken auftreten, selbst wenn die Stammzellen aus Ihren Zellen stammen. Sie sollten auch beachten, dass eine Manipulation der Zellen nach der Entfernung zu einer Kontamination führen kann und nicht die erwartete Wirkung entfaltet. 

Die Zukunft der Stammzelltherapie bei Typ-1-Diabetes 

Es kann Jahre dauern, bis es zu einer wirklich wirksamen stammzellbasierten Behandlung von Diabetes kommt. Die größte Herausforderung besteht darin, genügend insulinproduzierende Zellen zu finden und die Zellen vor Angriffen des Immunsystems zu schützen. 

Ungeachtet dieser Herausforderungen ist es den Forschern gelungen, aus iPS und embryonalen Stammzellen insulinproduzierende Zellen herzustellen. 

Um verlorene Betazellen zu ersetzen und weitere Schäden zu vermeiden, werden folgende Ansätze verfolgt:  

Herstellung der Betazellen aus iPS und embryonalen Stammzellen

Embryonale und iPS-Zellen können in großem Maßstab hergestellt und so manipuliert werden, dass sie zu jedem Zelltyp im Körper werden, beispielsweise zu insulinproduzierenden Betazellen. Neuere Technologien machen dies zu einem vielversprechenden Weg, um große Mengen an Ersatz-Betazellen zu erzeugen. 

Stimulierung der Betazellen zur Erstellung von Kopien

Betazellen können in der Bauchspeicheldrüse Kopien von sich selbst erstellen, allerdings verlangsamt sich dieser Prozess mit zunehmendem Alter. Forscher suchen nach einem Medikament, das die Selbsterneuerung fördert, um Typ-1-Diabetes im Frühstadium zu behandeln. 

Betazellen vor Immunangriffen schützen

Bioingenieure und Immunologen finden Wege, transplantierte Stammzellen vor Immunangriffen zu schützen. Einer ihrer Ansätze besteht darin, Zellen mithilfe von Cellular Engineering resistenter gegen Immunangriffe zu machen. 

Ein anderer Ansatz besteht darin, die Zellen mit einer semipermeablen Membran einzukapseln. Diese Membran kann nur Glukose oder Insulin durchlassen und die Zellen vor Immunangriffen schützen. 

Auch diese Ansätze befinden sich noch in der Vorstudienphase. Daher besteht weiterer Forschungsbedarf, um festzustellen, ob sie sich als sicher und wirksam erweisen, bevor sie in großem Maßstab eingesetzt werden. 

Die Fakten 

Die Stammzelltherapie bringt Hoffnung für die Behandlung von Typ-1-Diabetes. Allerdings befindet sich dieser Ansatz noch im Anfangsstadium und es gibt noch viel zu tun. Da Vertex Pharmaceuticals und andere Unternehmen weitere Forschungsarbeiten durchführen, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass dieser Ansatz früher als erwartet genehmigt wird.