Labor & Diagnostik

Inselzelltransplantation

25.07.2014 -

Inselzelltransplantation. Durch die autoimmune Zerstörung der Insulin-produzierenden Betazellen des endokrinen Pankreas sind Patienten mit Diabetes mellitus Typ 1 lebenslang auf Insulinsubstitution angewiesen.
Mit der intensivierten Insulintherapie verbundene mehrfach täglich erfolgende Blutzuckerselbstkontrollen und das Streben nach einer möglichst normnahen Blutzuckereinstellung zur Vermeidung von Endorganschäden zieht oftmals die Gefahr einer Hypoglykämie nach sich.
Lediglich der Ersatz der geschädigten Bauchspeicheldrüse entweder durch Pankreastransplantation oder aber durch Transplantation von Inselzellen kann zur dauerhaften Insulinunabhängigkeit und somit zu einer deutlichen Steigerung der Lebensqualität des Patienten führen.
Bedingt durch die Regulation auf Ebene des Empfängers sind bisher nur erwachsene Patienten mit Diabetes mellitus Typ 1 mit terminaler chronischer Niereninsuffizienz und Dialysebehandlung, die auf ein Nierentransplantat warten, bereits nierentransplantiert sind oder bei denen ein anderes Organ transplantiert wurde oder wird und die daher bereits unter Immunsuppression geführt werden, als Empfänger zugelassen.
Ausgeprägte Hypoglykämiewahrnehmungsstörung und gestörte -gegenregulation sind zusätzliche Einschlusskriterien für die Inselzelltransplantation.
In allen Fällen wird aber zunächst geprüft, ob nicht eine Pankreastransplantation, die gegenwärtig noch eine bessere Erfolgsrate aufweist, durchführbar ist.
Die Transplantation von Inselzellen ist für den Empfänger aber wesentlich weniger belastend, da die Zellen unter Lokalanästhesie in die Leberpfortader infundiert werden und somit kein operativer Eingriff nötig ist.
Erste Versuche zur Inselzelltransplantation wurden bereits in den 90er-Jahren durchgeführt, resultierten allerdings selten in einer Insulin- Unabhängigkeit der Patienten, da ein wirksames Immunsuppressionsprotokoll fehlte.
Nach dem 2. Jahresbericht des nordamerikanischen Collaborative Islet Transplant Registry (CITR), in dem die Daten von 19 Behandlungszentren in den USA und Kanada, die Inselzelltransplantationen durchführen, aufgeführt und ausgewertet wurden, ist mit einer Erfolgsquote von etwa 50 % zu rechnen.
Mit dem von James Shapiro von der Universität Alberta in Edmonton/Kanada eingeführten Protokoll, das auf den Einsatz von Kortikosteroiden verzichtet, wurden wesentliche Fortschritte erzielt.
Dieses Edmonton- Protokoll wird – mit gewissen Modifikationen – heute von den meisten Zentren eingesetzt.
Die Fünfjahresbilanz der in Edmonton durchgeführten Inselzelltransplantationen an 47 Patienten zeigte, dass die Insulinunabhängigkeit nicht für alle Patienten erreicht bzw. nicht verbessert werden konnte.
Die Ergebnisse scheinen im Vergleich zu vorherigen Insellzelltransplantationprogrammen jedoch deutlich vielversprechender.
Nach einem Jahr waren noch etwa 75 %, nach zwei Jahren 40 %, nach fünf Jahren nur noch weniger als 10 % der Patienten ohne Insulintherapie.
Wieder insulinpflichtige Patienten mit noch erhaltener Transplantatfunktion (gemessen am C-Peptid-Spiegel) wiesen deutlich bessere HbA1c-Werte, ausgeglichenere Blutzucker-Tagesprofile und eine signifikant geringere Hypoglykämiefrequenz auf.
Zusammenfassend ergeben sich aus den Erfahrungen des Edmonton- Protokolls, dass
a) für einen Transplantationserfolg oft zwei oder mehr Pankreata pro Patient nötig sind.
b) eine pathologische Glukosetoleranz auch nach Transplantation zu erwarten ist, diese aber oftmals in gemilderter Form auftritt.
c) die Insulin-Unabhängigkeit meist max. zwei Jahre lang anhält.
d) durch die Immunsuppression signifikante Nebeneffekte auftreten.
e) die meisten Patienten einen klinischen Nutzen durch eine gleichmäßigere Diabeteseinstellung mit weniger schwankenden Blutzuckerprofilen und weniger Hypoglykämien haben.
Insgesamt werden nach wie vor weltweit wenige Transplantationen durchgeführt – vorwiegend wegen Transplantatmangels, der Notwendigkeit besonderer Expertise sowie hoher personeller und materieller Kosten.
Zur weiteren Verbesserung des Verfahrens dienen besonders die Bemühungen, die Immuntoleranz anzuheben sowie die zu transplantierende Betazellmasse und das Überleben der transplantierten Zellen zu erhöhen.
Im Vordergrund steht dabei besonders die Effektivitätssteigerung der Inselzellpräparation. Sorgfältige Auswahl der Spenderorgane, schnelle Entnahme sowie genauestens kontrollierter Transport sind entscheidende Startbedingungen für eine erfolgreiche Präparation.
Exakte Definition der Arbeitsschritte, größtmögliche Automatisierung und entsprechende Laborausstattung sowie geschultes Personal sind unbedingte Voraussetzung.
Die optimale Betreuung der Empfänger vor und nach der Transplantation ist obligat. Erstmals 2005 wurde von der erfolgreichen Etablierung eines „Single- Donor/Single Recipient“-Verfahrens berichtet, bei dem es gelang, durch sorgfältige Auswahl des Spenderorgans verbunden mit optimierter Patientenvorbereitung und -nachbetreuung sowie standardisiertem Verfahren nicht nur die präparative Ausbeute sondern auch den klinischen Effekt zu maximieren.
Die Arbeit setzt sicherlich neue Maßstäbe und zeigt, dass die Gewinnung der Inselzellen von entscheidener Relevanz für den Erfolg der Therapie ist.
Die weiteren Überlegungen in der Inseltransplantationsforschung beschäftigen sich mit der Verwendung von Supplementen zur Stabilisierung und Verlängerung der Inselzellfunktion, neuen Techniken der Insel-Enkapsulierung (z.B. Alginate), der Überprüfung von Xenotransplantaten sowie dem Einsatz von embryonalen sowie adulten Stamm- und Vorläuferzellen zur Inselzelldifferenzierung.
Das Verfahren der Inselzelltransplantation erscheint somit unter gegebenen Voraussetzungen sinnvoll und ist bereits an mehreren Zentren etabliert.
Die klinische und präparative Routine ist hinreichend erforscht und validiert. Weiterentwicklungsbedarf besteht jedoch auf Seiten des Empfängermanagements und der optimalen medikamentösen Begleittherapie.
Hier ist in naher Zukunft aber sicherlich mit neuen Verfahrensoptimierungen zu rechnen, so dass die wissenschaftliche Hürde der Inselzelltransplantation sicherlich genommen ist.

Kontakt:
Dr. rer. nat. Bernd Stratmann
Forschungsleiter/Diabeteszentrum
Herz- und Diabeteszentrum NRW,
Bad Oeynhausen
bstratmann@hdz-nrw.de

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