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Inselzell-Transplantation gibt Diabetikern neue Hoffnung

Wer ein neues medizinisches Therapieverfahren etablieren möchte, braucht einen langen Atem - diese Erfahrung machte jetzt auch eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe am Universitätsklinikum Tübingen. Mehr als drei Jahre Entwicklungsarbeit waren nötig, ehe kürzlich die Transplantation insulinproduzierender Zellen gelang. Der immense Aufwand hat sich aber in doppelter Hinsicht gelohnt – der an Diabetes leidende Patient ist nach dem Eingriff wohlauf. Zudem erhielt Tübingen als erstes deutsches Zentrum für dieses Verfahren die Herstellungserlaubnis nach dem Arzneimittelgesetz.

Bei Menschen mit einem Diabetes mellitus Typ 1 kommt es manchmal bereits im Kindesalter zu einem kompletten Verlust der körpereigenen Insulinproduktion. Schuld daran sind autoimmunologische Prozesse, die die insulinproduzierenden Zellen in den Langerhansschen Inseln der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) zerstören. Um den Blutzuckerspiegel unter Kontrolle zu halten, müssen sich die Betroffenen regelmäßig Insulin spritzen. Doch leider können weder engmaschige Blutzuckerkontrollen noch ausgeklügelte Behandlungsschemata das Auftreten von Langzeitschäden - vor allem an den Gefäßen - vollständig verhindern. Ein Teil der Patienten leidet zudem unter immer wiederkehrenden Episoden einer lebensbedrohlichen Unterzuckerung (Hypoglykämie).

Als einziger Ausweg bleibt dann oftmals nur noch die Pankreas-Transplantation. Bei einigen Patienten ist das Risiko einer solchen Operation aufgrund ihrer Vorerkrankungen allerdings unvertretbar hoch. Diesen Menschen bietet nun die Inselzell-Transplantation neue Hoffnung. Bei diesem Verfahren, das sich nach Einführung des sogenannten Edmonton-Protokolls im Jahr 2000 immer stärker als eine alternative Behandlungsmöglichkeit etablieren konnte, wird nicht mehr das komplette Organ verpflanzt. „Stattdessen werden die Inselzellen aus dem Spenderorgan herausgelöst und dem Empfänger über einen Katheder in das Blutgefäßsystem der Leber infundiert, wo sie sich ansiedeln und ihre ursprüngliche Funktion wieder aufnehmen“, erklärt Dr. Marc Waidmann vom Zentrum für klinische Transfusionsmedizin am Universitätsklinikum Tübingen (UKT).

Aufwendiges Herstellungsverfahren

Es gibt zwar Überlegungen, ob auch andere Organe als Transplantationsort infrage kommen. „Die Leber hat aber den großen Vorteil, dass sie für diesen minimalinvasiven Eingriff leicht zugänglich ist und zudem so stark durchblutet wird, dass die Inselzellen auf Blutzucker-Schwankungen sehr schnell reagieren können“, berichtet Roland Klaffschenkel, der an der Etablierung der Inselzell-Transplantation am UKT maßgeblich beteiligt war. Begonnen hatte der Biologe mit Arbeiten am Schweinemodell – damals noch zusammen mit PD Dr. Nicolas Lembert in der Abteilung für Allgemeine, Viszeral- und Transplantationschirurgie. Im Jahr 2005 startete dann die Kooperation mit dem Zentrum für klinische Transfusionsmedizin (ZKT) unter der Leitung von Prof. Dr. Hinnak Northoff, um das neu entwickelte Verfahren auch beim Menschen in die Anwendung zu bringen.

Für die Präparation der Inselzellen ist sehr viel Erfahrung nötig. © Waidmann / ZKT

Gerade die Präparation der Inselzellen ist ein sehr heikler Prozess, der am ZKT in einem Speziallabor der höchsten Reinheitsklasse nach dem Industriestandard der Guten Herstellungspraxis für Arzneimittteln (EU-GMP) hergestellt wird. Dieser beginnt mit dem gezielten enzymatischen Verdau des Pankreasgewebes, gefolgt von einer Aufreinigung der Zellen mittels eines Dichtegradienten - am Schluss bleiben von dem Spenderorgan nur noch die Langerhansschen Inseln übrig. „Acht bis zwölf Stunden dauert das Verfahren, die anschließende Qualitätskontrolle fast noch mal so lang“, berichtet der Apotheker Waidmann, der am ZKT die Herstellung des Präparates verantwortet.

Weitere Optimierungen nötig

Für die gesamte Prozedur braucht man sehr viel Erfahrung. Aus diesem Grund gibt es am UKT aktuell nur drei Personen, die die Präparation durchführen können: Waidmann, Klaffschenkel sowie eine Kollegin der beiden. „Wir stehen rund um die Uhr in Rufbereitschaft“, sagt Waidmann. Denn der Pankreas ist aufgrund der von ihm gebildeten Verdauungsenzyme kaum lagerfähig. „Zwischen der Entnahme des Organs bis zu Beginn der Präparation dürfen maximal zwölf Stunden vergehen“, weiß Waidmann.

Ein von Dr. Marc Waidmann geleitetes Team am Zentrum für klinische Transfusionsmedizin ist immer in Rufbereitschaft, um eine Inselzell-Transplantation in Angriff nehmen zu können. © Waidmann / ZKT

Vor wenigen Monaten wurde jetzt am UKT zusammen mit den Chirurgen und Radiologen die erste Inselzell-Transplantation durchgeführt - nach mehr als dreijähriger Entwicklungszeit. Der Patient war nach dem geglückten Eingriff wohlauf und produziert nun „eigenes" Insulin. Doch trotz dieses Erfolges wissen Waidmann und Klaffschenkel, dass das Verfahren noch lange nicht ausgereift ist und weiter optimiert werden muss.

Erstens gelingt bei Weitem noch nicht jede Präparation. „Selbst in den erfahrenen Zentren in den USA liegt die Erfolgsrate momentan nur bei 30 bis 40 Prozent", berichtet Waidmann. Zweitens ist die Zahl der gewonnenen Inselzellen oft nicht ausreichend, um bei den Patienten eine Insulinunabhängigkeit zu erzielen. Dafür benötigt man meist zwei bis drei Bauchspeicheldrüsen, was angesichts der Knappheit an Spenderorganen ein großes Problem darstellt. Drittens kann eine Inselzell-Transplantation einen Diabetes noch nicht dauerhaft heilen. Die Funktion der transplantierten Zellen nimmt im Laufe der Zeit langsam aber sicher ab, weil das Immunsystem des Empfängers auf das fremde Gewebe mit Abstoßungsreaktionen reagiert. Die Gabe von immunsuppressiven Medikamenten kann diesen Prozess zwar verlangsamen, aber nicht verhindern.

Durchhaltevermögen wird belohnt

„Die Inselzell-Transplantation wird deshalb vorerst ein Nischen-Verfahren bleiben“, ist Klaffschenkel überzeugt. Doch trotz aller Beschränkungen - für all jene, die unter einem instabilen Typ-1-Diabetes mit häufigen Hypoglykämien leiden, bedeutet die Insellzell-Transplantation bereits jetzt eine deutliche Verbesserung ihrer Lebensqualität. Die damit erzielte Insulinproduktion reicht nämlich aus, um die labile Stoffwechselsituation über einen langen Zeitraum hinweg zu stabilisieren.

Als erstes deutsches Zentrum erhielt das Zentrum für klinische Transfusionsmedizin die Herstellungserlaubnis zur Inselzellgewinnung nach dem Arzneimittelgesetz. Ausgezahlt hat sich dabei, dass die Gewinnung der humanen Langerhansschen Inseln von Beginn an unter GMP (Good Manufacturing Practice)-Bedingungen durchgeführt wurde. „Deshalb verzichteten wir beim Verdau der Bauchspeicheldrüse beispielsweise auf den Einsatz eines bewährten, jedoch Rinderbestandteile enthaltenden Enzyms“, berichtet Waidmann. Dieses Präparat musste vor drei Jahren aufgrund der nicht auszuschließenden BSE-Gefahr vom Markt genommen werden – mit der Folge, dass viele Zentren das Verfahren zur Inselzellgewinnung nun neu etablieren müssen. Die Zahl der Inselzell-Transplantationen ist daraufhin dramatisch eingebrochen. Gab es 2004 allein in den USA noch mehr als 250 Eingriffe, so waren es 2008 weltweit nur noch 20. Dass Tübingen jetzt zu diesem kleinen, illustren Kreis dazu stoßen konnte, honoriert auch das Durchhaltevermögen aller an dem jahrelangen Entwicklungsprozess beteiligten Wissenschaftler und Ärzte.

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