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typ-1-diabetes ist eine autoimmunerkrankung, bei der die betazellen der bauchspeicheldrüse zerstört werden, was zu einer unzureichenden insulinsekretion führt. wissenschaftler suchen seit langem nach möglichkeiten, beschädigte inselzellen effektiv zu ersetzen. kürzlich veröffentlichten das team von shen zhongyang und wang shusen von der nankai-universität/tianjin first central hospital und das team von deng hongkui von der peking-universität/changping laboratory ein bahnbrechendes forschungsergebnis in der führenden internationalen fachzeitschrift „cell“, bei dem chemische reprogrammierung zum einsatz kam erstmals erfolgreich patienten mit typ-1-diabetes behandelt.

pluripotente stammzellen (pscs) gelten aufgrund ihrer fähigkeit zur selbsterneuerung und differenzierung in mehrere funktionelle zelltypen als wichtige werkzeuge im bereich der regenerativen medizin. im jahr 2006 induzierte professor shinya yamanaka von der universität kyoto erstmals induzierte pluripotente stammzellen (ipscs) aus menschlichen körperzellen. diese entdeckung brachte revolutionäre veränderungen in der regenerativen medizin. allerdings weisen herkömmliche ipsc-vorbereitungsmethoden einige einschränkungen auf, beispielsweise das risiko einer genomintegration. 2022,universität pekingdas team von professor deng hongkui entwickelte chemisch induzierte pluripotente stammzellen (cipsc), indem es vollständig kleine chemische moleküle nutzte, um menschliche körperzellen zur umwandlung in pluripotente stammzellen zu veranlassen. diese neue technologie vermeidet nicht nur das risiko der genomintegration, sondern bietet auch die vorteile einer einfachen herstellung und standardisierung.

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die forscher induzierten durch chemische kleine moleküle die umwandlung menschlicher körperzellen in pluripotente stammzellen (cipscs) und nutzten dann ein optimiertes differenzierungsprotokoll, um die cipscs in inselähnliche zellen (cipsc-inseln) zu differenzieren. diese cipsc-inseln sind hinsichtlich der transkriptomeigenschaften, der zusammensetzung und der insulinsekretionsfunktion mit nativen menschlichen inseln vergleichbar.

präklinische studien an nichtmenschlichen primaten zeigen, dass cipsc-inseln die diabetessymptome deutlich verbessern können, ohne dass sich eine erkrankung entwickelttumor. darüber hinaus fanden die forscher heraus, dass die transplantation von cipsc-inseln unter die vordere hülle des rectus abdominis zu einem besseren überleben und einer besseren reifung der inseln führte, wobei die sekretionswerte von c-peptid (ein marker für die endogene insulinsekretion) denen bei nicht-diabetikern nahekamen patientenniveau.

in dieser neuesten studie führte das forschungsteam eine explorative klinische studie durch, bei der zum ersten mal eine patientenautologe cipsc-basierte inseltransplantation zur behandlung eines immunsupprimierten typ-1-diabetes-patienten eingesetzt wurde. bei der patientin handelte es sich um eine 25-jährige frau, bei der 2012 typ-1-diabetes diagnostiziert wurde und die sich mehreren lebertransplantationen und einer vollständigen bauchspeicheldrüsentransplantation unterzogen hatte. komplikationen führten jedoch letztendlich dazu, dass das bauchspeicheldrüsentransplantat entfernt wurde. im juni 2023 erhielt sie eine cipsc-inseltransplantation.

nach einem jahr nachbeobachtung benötigte der patient ab dem 75. tag nach der transplantation keine insulinbehandlung mehr. im 4. monat nach der transplantation erhöhte sich die zeit bis zum erreichen des angestrebten blutzuckerspiegels von 43,18 % des ausgangswerts auf 96,21 %, und auch der index für glykiertes hämoglobin (hba1c) sank deutlich und erreichte den langfristigen systemischen blutzuckerspiegel von nicht-diabetiker. seitdem ist die blutzuckerkontrolle des patienten stabil, wobei der blutzucker in mehr als 98 % der fälle den standardwert erreicht und der glykierte hämoglobinspiegel bei etwa 5 % liegt.

klinische daten aus diesem jahr deuten darauf hin, dass alle studienendpunkte ohne transplantationsbedingte anomalien erreicht wurden. die lebensqualität des patienten hat sich deutlich verbessert, er ist nicht mehr auf exogenes insulin angewiesen und sein blutzucker ist gut eingestellt.

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diese studie ist weltweit die erste, die erfolgreich aus chemisch umprogrammierten pluripotenten stammzellen (cipsc) differenzierte inselzellen zur behandlung von typ-1-diabetes einsetzt. die forschungsergebnisse bestätigen nicht nur die sicherheit und wirksamkeit der cipsc-inseltransplantation, sondern geben auch hoffnung auf die behandlung weiterer patienten in der zukunft. zukünftige studien werden die wirkung der cipsc-inseltransplantation in einer größeren stichprobe und über einen längeren zeitraum weiter untersuchen, um mehr patienten mit typ-1-diabetes gute nachrichten zu überbringen.

mit dem kontinuierlichen fortschritt von wissenschaft und technologie verändern stammzellen und regenerative medizin nach und nach unsere medizinische praxis. der erfolg dieser forschung bringt nicht nur patienten mit typ-1-diabetes neue hoffnung, sondern liefert auch neue ideen für die behandlung anderer chronischer krankheiten. wir freuen uns auf weitere ähnliche innovative ergebnisse in der zukunft, um gemeinsam die entwicklung der globalen öffentlichen gesundheit voranzutreiben.

beziehen sich auf

wang, c., et al. (2024). „transplantation einer chemisch induzierten pluripotenten stammzell-abgeleiteten insel unter die vordere rektusscheide des bauchraums bei einem typ-1-diabetes-patienten.“ zelle. doi:10.1016/j.cell.2024.09.004