Diabetes Typ 1: Implantat könnte Funktion der Bauchspeicheldrüse ersetzen

Permanentes Durstgefühl, Muskelschwäche und ungewollte Gewichtsabnahme – diese Beschwerden gehen meist mit Diabetes Typ 1 einher. Diese Erkrankung tritt häufig schon im Kindes- und Jugendalter auf und kann die Lebensqualität der Betroffenen stark beeinträchtigen. Um dem Insulinmangel entgegenzuwirken, müssen sich Erkrankte lebenslang das essenzielle Hormon injizieren. Durch die Entwicklung eines Bauchspeicheldrüsenimplantates könnte der Alltag von Diabetespatienten in Zukunft maßgeblich erleichtert werden.

Wie entsteht Diabetes Typ 1?

Bei dieser Form von Diabetes handelt es sich um eine Autoimmunerkrankung, bei der das Immunsystem die sogenannten Betazellen in der Bauchspeicheldrüse angreift. Diese Zellen übernehmen eine wichtige Funktion, denn sie produzieren das lebensnotwendige Hormon Insulin. Dieses Proteohormon sorgt dafür, dass Glukose aus dem Blut in die Zellen gelangt und in weiterer Folge in Energie umgewandelt wird. Werden die Betazellen allerdings beschädigt, wird diese natürliche Energiegewinnung beeinträchtigt. Sobald der Insulinanteil ein gewisses Maß unterschreitet, bricht die Erkrankung aus.

Ausgeglichener Insulinspiegel dank Implantat?

Aktuell arbeitet ein Forschungsteam mithilfe von 3D-Druck und intelligenten Biomaterialien an einem speziellen Implantat, das den Insulinhaushalt auch ohne Hormoninjektionen im Gleichgewicht halten soll. Zur Herstellung verwendeten die Mediziner insulinproduzierende Betazellen, welche menschlichen Stammzellen entnommen wurden. Ziel sei es ein Implantat zu entwickeln, das selbst dazu fähig ist, den körperlichen Insulinbedarf zu regulieren. Nach der Fertigstellung des Implantats testeten die Forscher dessen Funktionsweise sechs Monate lang an Mäusen. Damit der Insulingehalt im Körper der Tiere reguliert werden konnte, mussten die implantierten Betazellen dazu in der Lage sein, auf rasche Veränderungen des Blutzuckerspiegels zu reagieren. Um diesen Effekt zu erreichen, wurden die Zellen möglichst nahe am Blutkreislauf angebracht.

Hydrogel schützt vor Autoimmunangriffen

Die synthetischen Betazellen werden durch sogenanntes Hydrogel geschützt. Dieses Gel ist mit kleinen Poren ausgestattet, die Zellangriffe seitens des Immunsystems abwehren sollen. Dennoch sind die Öffnungen groß genug, um den Transport von Nährstoffen und Insulin zu ermöglichen. Den Forschern zufolge würde diese Beschichtung zusätzlich dazu beitragen, dass das Implantat mit dem Körper harmoniert. Außerdem stellten die Experten sicher, dass auch Blutgefäße in die hydrogelbehafteten Beta-Zellen eindringen können. Auf diese Art und Weise versucht das Team das natürliche Verhalten der Bauchspeicheldrüse zu imitieren.

Weitere Forschungen sind erforderlich

Aktuell sind die Wissenschaftler jedoch noch mit Problemen konfrontiert: Das Implantat reagiere laut ihnen zu langsam auf Veränderungen der Blutzuckerwerte. Diese Verzögerungen können zu einem gesundheitsschädlichen Effekt führen, bei dem sich der Insulinspiegel gefährlich erhöht und anschließend rasch wieder abfällt. Bei diesem Vorgang besteht die Gefahr, dass glukoseempfindliche Organe wie die Netzhaut ernsthaft geschädigt werden. Um diese Schwankungen zu vermeiden, versucht das Forschungsteam herauszufinden, wie lange es dauert, bis die Glukoseprobe die künstlichen Beta-Zellen erreicht und wie viel Zeit es anschließend benötigt, bis das Insulin freigesetzt wird. Trotz der Komplikationen zeigen sich die Mediziner allerdings optimistisch und hoffen, dass sich weitere Experimente als erfolgreich erweisen werden. Falls die Entwicklung eines funktionsfähigen Implantates gelingt, würde dies laut den Forschern Millionen Menschen weltweit einen unkomplizierteren Umgang mit der Erkrankung ermöglichen.