Transplantation von Inselzellen von einer Art zur anderen zur Behandlung von Typ-1-Diabetes

Forschern von Northwestern Medicine gelang es, Inselzellen (Beta-Zellen) von Ratten in Mäuse zu transplantieren, ohne dass immunsuppressive Medikamente benötigt wurden - und die Inselzellen überlebten. Die Wissenschaftler beschrieben dies als den ersten Schritt zur Tier-zu-Mensch-Transplantation von Insulin produzierenden Zellen. D

Forschern von Northwestern Medicine gelang es, Inselzellen (Beta-Zellen) von Ratten in Mäuse zu transplantieren, ohne dass immunsuppressive Medikamente benötigt wurden - und die Inselzellen überlebten. Die Wissenschaftler beschrieben dies als den ersten Schritt zur Tier-zu-Mensch-Transplantation von Insulin produzierenden Zellen. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Diabetes veröffentlicht .

Beta-Zellen sind eine Art von Zellen in den Langerhans-Inseln (Inseln) in der Bauchspeicheldrüse. Betazellen produzieren Insulin, ein Hormon, das den Transport von Glukose in alle Zellen des Körpers erleichtert - ohne Insulin kann Glukose nicht in Zellen gelangen und sie gehen verloren. Beta-Zellen sind auch als Inselzellen bekannt.

Den Wissenschaftlern gelang es, eine neue Art der erfolgreichen Xenotransplantation zu entwickeln, die die Abstoßung der Inseln verhinderte . Xenotransplantation bedeutet, ein Organ, Zellen oder Gewebe von einer Spezies in eine andere zu transplantieren. Ablehnung war ein großes Problem bei der Xenotransplantation.

Co-Senior-Autor Stephen Miller sagte:
"Dies ist das erste Mal, dass eine Inselzelltransplantation auf unbestimmte Zeit ohne den Einsatz von Immunsuppressiva durchgeführt wurde. Das ist ein großer Schritt vorwärts."

Xunrong Luo, MD, ebenfalls Co-Senior Autor, sagte: "Unser ultimatives Ziel ist es, Schweineinsel in Menschen zu transplantieren, aber wir müssen kleine Schritte machen. Schweineinseln produzieren Insulin, das Blutzucker bei Menschen steuert."

Für Patienten mit Typ-1-Diabetes, die es schwer haben, ihre Krankheit zu kontrollieren, kann die Transplantation von Inselzellen eines verstorbenen Spenders enorm helfen. Die Inseltransplantation kehrt sogar das Fortschreiten der Atherosklerose um. Leider gibt es einen ernsten Mangel an Inselzellen von verstorbenen Spendern . Eine große Anzahl von Typ-1-Diabetes-Patienten erleiden schwere Nieren-, Herz-, Augen- und Nervenschäden, während sie auf einen Spender warten.

Wenn Beta-Zellen von anderen Tieren, wie beispielsweise Schweinen, zur Verfügung gestellt werden könnten, wäre der Mangel gelöst. Bis zu diesem Durchbruch glaubten Experten jedoch, dass die Xenotransplantation von Inselzellen angesichts des Problems der Kontrolle der Abstoßung praktisch unmöglich sei. Die langfristige Anwendung von immunsuppressiven Medikamenten hat schwerwiegende Nebenwirkungen.

In diesem jüngsten Tierversuch gelang es den Forschern, das Immunsystem von Mäusen davon zu überzeugen, Ratten-Beta-Zellen als ihre eigenen zu sehen und sie nicht anzugreifen (abzulehnen). Die Mäuse brauchten keine Langzeitanwendung von Immunsuppressiva.

Die Wissenschaftler beobachteten die Mäuse 300 Tage lang und während dieser Zeit produzierten die transplantierten Betazellen weiterhin Insulin .

Dr. Luo räumte ein, dass es wahrscheinlich einfacher ist, Mäuse dazu zu bringen, Gewebe von Ratten zu akzeptieren, als zum Beispiel einen Menschen dazu zu bringen, Inselzellen von einem Schwein anzunehmen. Er betonte, dass dies ein "erster Schritt" in Richtung der Insel-Interspezies ohne immunsuppressive Medikamente sei.

Splenozyten sind eine Art von weißen Blutkörperchen in der Milz. Die Wissenschaftler entfernten die Splenozyten der Ratten und behandelten sie mit einer Chemikalie, die sie tötete. Die toten Splenocyten wurden dann in die Mäuse injiziert. Sie traten in Leber und Milz ein und wurden "von Fresszellen" aufgewischt.

Die Fängerzellen verarbeiteten die Splenozyten und präsentierten ihre Fragmente auf ihrer Zelloberfläche. Dies veranlasste die T-Zellen dazu, sie zu akzeptieren.

Es gebe immer noch eine Ablehnung, erklärten die Autoren. Ein Hauptproblem bei der Xenotransplantation ist die Kontrolle der B-Zellen. B-Zellen sind Hauptproduzenten von Antikörpern. Kurz nach Erhalt der Inselzellen der Ratten begannen die Immunsysteme der Mäuse, Antikörper zu produzieren, die Abstoßung verursachten.

Das Team erkannte, dass sie die B-Zellen töten mussten, während gleichzeitig die Spenderinseln in die Mäuse injiziert wurden. Dr. Luo und sein Team gaben den Mäusen B-Zellen-zerstörende Antikörper, was Ärzte bereits bei menschlichen Transplantationen tun. Wenn die B-Zellen nach der Transplantation natürlich zurückkamen, wurden die Ratten-Inselzellen nicht angegriffen, dh es gab keine Abstoßung .

Luo sagte: "Mit dieser Methode überlebten 100 Prozent der Inseln auf unbestimmte Zeit. Jetzt versuchen wir herauszufinden, warum die B-Zellen anders sind, wenn sie zurückkommen."