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im laufe der jahre hat die akademische gemeinschaft immer wieder durchbrüche bei der klinischen heilung von diabetes erzielt.

geschrieben | ling jun

er hatte eine vorgeschichte von zwei lebertransplantationen und litt seit 11 jahren an typ-1-diabetes. nach einer bauchspeicheldrüsentransplantation im jahr 2017 musste er das transplantat aufgrund von blutgerinnseln entfernen tianjin first central hospital, der 25-jährige die überlebenssituation weiblicher patienten ist nicht optimistisch.

am 25. september veröffentlichten das forschungsteam von shen zhongyang und wang shusen vom tianjin first central hospital und das team von deng hongkui von der universität peking/changping laboratory einen blockbuster-artikel in der top-ausgabe von cell, in dem sie die weltweit erste klinisch-funktionale heilung durch innovation demonstrierten die stammzellinseltransplantation wurde eliminiert und die patienten benötigten während der einjährigen nachbeobachtungszeit keine exogene insulintherapie mehr.

typ-1-diabetes tritt meist bei kindern und jugendlichen auf, wenn er nicht wirksam kontrolliert wird, kommt es bei den patienten zu schwerwiegenden komplikationen und sogar zu lebensbedrohlichen komplikationen. obwohl die inseltransplantation seit jahrzehnten gute klinische ergebnisse bei der behandlung von diabetes erzielt, hat der mangel an menschlichen bauchspeicheldrüsenspendern ihre weit verbreitete anwendung stark eingeschränkt.

eine regenerative inseltransplantation aus körpereigenen zellen dürfte dieses problem vollständig lösen.

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relevante statistiken zeigen, dass es in meinem land millionen von patienten mit typ-1-diabetes gibt, die nicht geheilt werden können und nur auf lebenslange insulininjektionen und blutzuckersenkende medikamente angewiesen sind, um den blutzuckerspiegel zu kontrollieren und das leben zu erhalten. die genaue kontrolle des blutzuckers ist jedoch immer noch ein problem, und das risiko von diabetes-komplikationen besteht seit langem, einschließlich mikrovaskulärer, makrovaskulärer und neuropathie, die schwer zu verhindern sind.

für die an dieser studie teilnehmenden patienten war die situation viel ernster.

den forschern zufolge litt die 25-jährige patientin an einer kryptogenen leberzirrhose und unterzog sich 2014 und 2016 zwei lebertransplantationen. gleichzeitig wurde bei ihr im jahr 2012 typ-1-diabetes diagnostiziert. aufgrund der langfristig schlechten blutzuckerkontrolle führten die ärzte ein jahr nach der lebertransplantation im jahr 2017 eine transplantation der gesamten bauchspeicheldrüse bei ihr durch.

pankreastransplantation und inseltransplantation gehören zu den behandlungsmöglichkeiten für typ-1-diabetes, sind aber keine perfekte lösung. aufgrund einer reihe von schmerzpunkten wie der notwendigkeit langfristiger immunsuppressiva und der knappheit an spendern ist diese behandlungsstrategie auf die schwersten fälle beschränkt.

tatsächlich mussten die ärzte ein jahr nach der vollständigen bauchspeicheldrüsentransplantation dieser patientin ihr bauchspeicheldrüsentransplantat aufgrund schwerer thrombotischer komplikationen entfernen. bevor sie ins tianjin first central hospital ging, lag ihr plasma-c-peptidspiegel, der die funktion der inselzellen der bauchspeicheldrüse widerspiegelt, unter der unteren nachweisgrenze und ihr glykiertes hämoglobin war höher als der normale standard.

obwohl er viele male eine intensive hypoglykämische behandlung erhalten hat, konnte die blutzuckerkontrolle des patienten nie den standard erreichen, der blutzucker schwankt stark und er weist auch ein schweres hypoglykämierisiko auf. sie hatte im vergangenen jahr drei schwere hypoglykämische episoden.

zunächst konnte sich die patientin nur einer inseltransplantation unterziehen, doch nach der untersuchung stellten die ärzte fest, dass ihr zugehöriger antigentest positiv ausfiel, was bedeutete, dass die allogene transplantation einem ernsthaften risiko einer abstoßung und einer hohen misserfolgsrate ausgesetzt wäre. nach multidisziplinären gesprächen zwischen der abteilung für endokrinologie und dem transplantationszentrum und nach einholung der einwilligung der patientin beschloss der arzt, bei ihr eine neue autologe stammzellinseltransplantation durchzuführen.

das prinzip dieser transplantationsmethode basiert auf der tatsache, dass pluripotente stammzellen (pscs) die eigenschaften einer unbegrenzten vermehrung aufweisen und sich in alle funktionellen zelltypen des organismus differenzieren können. professor deng hongkui, der entwickler dieser technologie, hat gerade im august dieses jahres den future science award, bekannt als „china-nobelpreis“, für seinen beitrag zur „schaffung chemisch induzierter pluripotenter stammzellen“ (cipsc) und zur veränderung des zellschicksals gewonnen und status herausragende leistungen.“

am 25. juni 2023 injizierte das forscherteam unter ultraschallkontrolle dem patienten aus cipsc differenzierte pankreasinseln. um das auftreten von autoimmunerkrankungen und den angriff neuer inseln zu verhindern, führten die ärzte gleichzeitig auch eine induktionstherapie durch, um eine abstoßung im voraus zu verhindern.

innerhalb von zwei wochen nach abschluss der transplantation begann der tägliche bedarf an insulininjektionen des patienten zu sinken. ab dem 18. tag nach der operation stabilisierte sich der abwärtstrend allmählich, bis zum 75. tag war der patient völlig insulinfrei und die therapeutische wirkung war seit mehr als einem jahr stabil. gleichzeitig sank ihr nüchternblutzucker weiter und blieb lange zeit auf normalen werten.

nach der transplantation verringerte sich die insulindosis des patienten weiter, bis sie nicht mehr benötigt wurde (bild oben); der nüchternblutzuckerspiegel blieb lange zeit auf normalen werten (bild unten).

in einem „glukosetoleranztest“ beobachteten ärzte sie vor und nach der injektion von glukose. vor der operation stieg der blutzuckerspiegel der patientin innerhalb von 3 stunden nach der injektion von glukose stark an, was darauf hindeutet, dass die betazellfunktion ihrer bauchspeicheldrüse vollständig zerstört war. nach der transplantation blieb der blutzucker des patienten auch nach der glukoseinjektion stabil.

erwähnenswert ist, dass bei dieser behandlung auch eine neue inseltransplantationsstrategie der „transplantation unter der vorderen rektusscheide“ zum einsatz kam. im vergleich zur herkömmlichen transplantation durch injektion in die leberpfortader ist diese methode weniger invasiv und einfach durchzuführen es ist wahrscheinlicher, dass sie langfristig überleben und ihre funktion aufrechterhalten.

„die ergebnisse zeigen, dass es sicher ist, weitere klinische forschung zur cipsc-inseltransplantation zur behandlung von typ-1-diabetes durchzuführen!“ es wird davon ausgegangen, dass derzeit insgesamt drei patienten an dieser studie teilnehmen, die anderen beiden haben die behandlung ebenfalls abgeschlossen und die daten werden noch zusammengestellt und analysiert.

stammzellen, neue hoffnung für die behandlung von diabetes?

die ergebnisse dieser forschung wurden nicht über nacht erzielt. obwohl der angenommene behandlungsplan weltweit der erste ist, hat die akademische gemeinschaft auf der grundlage ähnlicher prinzipien im laufe der jahre erhebliche durchbrüche bei der erforschung der diabetes-heilung erzielt.

pluripotente stammzellen, einschließlich induzierter pluripotenter stammzellen (ipscs) und embryonaler stammzellen (nescs), stellen eine quelle für reproduktive menschliche zellen in frühen entwicklungsstadien dar und haben das potenzial, jeden zelltyp im erwachsenen körper zu bilden. bereits 2006 entdeckte professor shinya yamanaka von der universität kyoto in japan, dass erwachsene zellen „verjüngt“ und dazu gebracht werden können, in einen zustand zurückzukehren, der der frühen embryonalentwicklung ähnelt. dabei entstanden ipscs, wofür er 2012 den nobelpreis für physiologie oder medizin erhielt . ".

auch professor deng hongkui ist seit mehr als 20 jahren auf diesem gebiet tätig. im jahr 2013 veröffentlichte er erstmals einen artikel in science, in dem er bewies, dass somatische zellen von mäusen allein durch chemische methoden dazu gebracht werden können, sich in pluripotente stammzellen umzuprogrammieren. professor deng hongkui erinnert sich, dass die welt der regenerativen medizin nach der veröffentlichung der forschung schockiert war – er hätte nicht erwartet, dass eine neuprogrammierung auf so einfache weise erreicht werden könnte.

nach unzähligen fehlschlägen gelang es dem team von professor deng hongkui im ​​jahr 2022 schließlich, es erfolgreich beim menschen zu reproduzieren, und die forschung wurde in „nature“ veröffentlicht. im vergleich zu herkömmlichen induktionsmethoden erfordert diese neue technologie keine genommanipulation, was nicht nur bequemer ist, sondern auch sicherheitsrisiken vermeidet.

neben der behandlung von typ-1-diabetes können die differenzierten neuen inseln auch bei typ-2-diabetes-patienten mit inselversagen eingesetzt werden.

professor deng hongkui gewann den future science award 2024 „life science award“

das team von professor cheng im april dieses jahres gaben das team und wissenschaftler des shanghai changzheng hospital gemeinsam die forschungsergebnisse in cell discovery bekannt. zum ersten mal auf der welt wurde die autologe regenerierte inseltransplantation aus ipscs zur heilung eines patienten mit schwerem typ-2-diabetes eingesetzt.

auch international entwickelt sich dieser bereich rasant. vertex, der erfahrene us-biotechnologieriese, gab im juni dieses jahres bekannt, dass seine stammzelltherapie vx-880 wichtige fortschritte gemacht hat. sieben von zehn patienten mit typ-1-diabetes müssen kein insulin mehr verwenden, und zwei patienten haben ihre medikamentendosis reduziert um 70 %. der blutzuckerspiegel aller patienten ist unter kontrolle.

im gegensatz zu den oben genannten inländischen behandlungsstrategien werden bei vx-880 allogene stammzellen verwendet, die „von anderen“ stammen. der vorteil besteht darin, dass es im voraus vorbereitet werden kann und eine „universalität“ erreichen soll. allerdings besteht bei einer allogenen transplantation im vergleich zur autologen stammzelltransplantation möglicherweise auch ein höheres risiko einer immunabstoßung.

erwähnenswert ist, dass die us-amerikanische food and drug administration (fda) im juni letzten jahres lantidra zugelassen hat, die erste zelltherapie zur behandlung von typ-1-diabetes. obwohl es sich nicht um eine stammzelltherapie handelt, werden bei dieser therapie inselzellen von verstorbenen spendern verwendet. 33 % der patienten in klinischen studien waren mehr als 5 jahre lang insulinfrei.

andererseits bietet die verwendung mesenchymaler stammzellen (msc) zur reparatur von pankreasinseln auch eine möglichkeit zur behandlung von früh auftretendem typ-1-diabetes, und mehrere studien laufen derzeit.

aufgrund der immunabstoßung, des krebsrisikos usw. dürfen diese spitzenstudien zum jetzigen zeitpunkt jedoch nur bei einer kleinen anzahl schwerer patienten durchgeführt werden. um beispielsweise abstoßungsreaktionen zu vermeiden, hat das amerikanische unternehmen vertex strategien wie die „einkapselung“ transplantierter inseln und die bearbeitung von genen eingeführt. es bedarf jedoch noch einer langfristigen überprüfung, um festzustellen, ob es wirksam ist und ob zusätzliche operationen zunehmen werden sicherheitsrisiken.

was die vom tianjin first central hospital durchgeführte „autologe transplantation“ betrifft, so kann es sein, dass das immunsystem immer noch die neuen „autologen inseln“ angreift, da es sich bei dem typ-1-diabetes des patienten um eine autoimmunerkrankung handelt, und möglicherweise weiterhin ein immunsuppressives programm erforderlich ist.

„da dieser patient jedoch zuvor eine lebertransplantation erhalten hatte, nahm er bereits immunsuppressiva ein. daher ist unser verständnis des immunstatus nach einer stammzellinseltransplantation allein noch begrenzt.“

„es liegt noch ein langer weg vor uns.“ professor ding guoshan, der akademische leiter der organtransplantationsabteilung des shanghai changzheng krankenhauses, sagte zuvor in einem interview, dass die vorliegenden forschungsergebnisse noch vorläufig seien und es notwendig sei, mehr fälle zu sammeln und die durchführung eingehenderer klinischer studien können der großen zahl von diabetikern, die seit langem auf insulininjektionen angewiesen sind, tatsächlich neue heilungstherapien bieten.