Waffle, Splash und Gracie. Prinkey-Krupinski kämpft seit 12 Jahren mit Typ-1-Diabetes bei Erwachsenen. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Kelly Prinkey-Krupinski)
Purdue berichtete diese Woche, dass Wissenschaftler bei Diabetes-induzierten Mäusen normale Glukosespiegel erreichten, indem sie ihnen eine Kollagenlösung injizierten, die mit Pankreaszellen gemischt war. Es ist die erste minimalinvasive Therapie, die den Typ-1-Diabetes innerhalb von 24 Stunden erfolgreich umkehrt und die Insulinunabhängigkeit für mindestens 90 Tage aufrechterhält, berichten Wissenschaftler.Forscher haben gesunde Pankreaszellen effektiv wie ein Trojanisches Pferd eingeführt, wobei das Trojanische Pferd ein Protein ist, das der Körper bereits für den Aufbau von Muskeln, Knochen, Haut und Blutgefäßen herstellt — Kollagen.Laut der Purdue University ist der nächste Schritt eine klinische Pilotstudie an Hunden mit natürlich vorkommendem Typ-1-Diabetes, die in Zusammenarbeit mit dem Purdue College of Veterinary Medicine durchgeführt wird.
„Wir planen, Unterschiede von Maus zu Mensch zu berücksichtigen, indem wir zuerst Hunden helfen. Auf diese Weise können die Hunde uns darüber informieren, wie gut die Behandlung beim Menschen funktionieren könnte „, sagte Clarissa Hernandez Stephens, Erstautorin der Studie und Doktorandin an der Purdue Weldon School of Biomedical Engineering. Die Ergebnisse erscheinen in einer frühen Ansicht für eine bevorstehende Ausgabe des American Journal of Physiology – Endocrinology and Metabolism.Laut Centers for Disease Control and Prevention (CDC) leiden 30,3 Millionen Menschen an Diabetes oder etwa 9,4% der US-Bevölkerung. Die Bauchspeicheldrüse von Typ-1-Diabetikern produziert sehr wenig oder gar kein Insulin. Ohne Insulin – das Hormon, das es dem Blutzucker ermöglicht, in die Zellen Ihres Körpers einzudringen, wo er zur Energiegewinnung verwendet werden kann — kann der Blutzucker nicht in die Zellen gelangen und baut sich gefährlich im Blutkreislauf auf.“Typ-1-Diabetes betrifft etwa einen von 100 Haustieren in den USA, einschließlich Hunden und Katzen, und etwa 1,25 Millionen amerikanische Kinder und Erwachsene“, berichtet die Purdue University. „Da Diabetes bei Hunden beim Menschen ähnlich vorkommt, war die Behandlung bisher weitgehend gleich: Beide müssen den ganzen Tag über ihre Glukose überwachen und Insulin nach den Mahlzeiten verabreichen.“
So könnten Hunde und Menschen potenziell von derselben Heilung profitieren: ein neuer Satz von Pankreas-Zellen zu ersetzen, die Cluster von Zellen, genannt Inseln, die nicht die Freisetzung von insulin zur Überwachung des Blutzuckerspiegels, behaupten Forscher.Kelly Prinkey-Krupinski, 48 und ein begeisterter Hundeliebhaber, kämpft seit 12 Jahren mit Typ-1-Diabetes bei Erwachsenen. Sie sagte, die Krankheit bestimmt ihr Leben. „Es ist ein ständiger Kampf“, sagte sie. „Mein Verstand ist sich immer bewusst, dass jeder Bissen von Essen, den ich esse, jede Medizin, die ich nehme, jede Krankheit und Emotion, die ich erlebe, meinen Blutzucker beeinflusst. Es gibt nie einen Urlaub vom ständigen Balanceakt, um am Leben zu bleiben. Es macht mir Angst, an eine Zeit zu denken, in der ich das Insulin, das ich 24-7 einnehmen muss, nicht bekommen kann. Ich würde beten, dass es in meinem Leben eine Heilung geben wird. Ich hasse es einfach, an die Kinder zu denken, die mit Typ-1-Diabetes zu kämpfen haben. Diese Forschung mit Hunden klingt vielversprechend. Als Hundeliebhaber würde ich gerne sehen, ob unsere Hundefreunde geheilt werden können. Ich bin gespannt auf die Ergebnisse.“Zwanzig Jahre Forschung und klinische Studien haben keine wirksame Inseltransplantationstherapie hervorgebracht, da mehrere Spender benötigt werden, die derzeitige Methode zur Abgabe von Inseln durch die Pfortader der Leber zu invasiv ist und das menschliche Immunsystem dazu neigt, einen großen Prozentsatz der transplantierten Inseln zu zerstören“, berichtet die Universität.Also änderten die Purdue-Forscher, wie die Inseln verpackt wurden. Sie gaben sie in eine kollagenhaltige Lösung und injizierten sie durch die Haut anstatt bis zur Leber.“Traditionell transplantieren wir Inseln in die Leber des Tieres und tun dies niemals unter die Haut, zum großen Teil, weil die Haut nicht den Blutfluss hat, den die Leber für den Transport von Insulin hat, das von Inseln freigesetzt wird. Und es gibt viele Immunzellen in der Haut, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Abstoßung hoch ist „, sagte Raghu Mirmira, Professor für Pädiatrie und Medizin und Direktor des Diabetes Research Center an der Indiana University School of Medicine.Laut der American Diabetes Association kann die Inseltransplantation Insulininjektionen ersetzen und eine physiologischere Glukosekontrolle ermöglichen, aber „es gibt nicht genügend Spenderinseln für alle Personen, die sie benötigen, und oft braucht es Inseln von mehreren Spendern, um einen Empfänger zu transplantieren, was den Spendermangel verschärft. Ein Hauptgrund für den Bedarf an Mehrfachspendern ist, dass mehr als 80% der transplantierten Inseln innerhalb der ersten Woche nach der Transplantation sterben. Die überlebenden Inseln können überarbeiten und allmählich an Erschöpfung sterben.“Der Forscher Qizhi Tang, PhD, an der University of California, San Francisco, untersucht die Veränderungen, die in Betazellen durch den Mangel an Sauerstoff und Nährstoffen hervorgerufen werden. Aus Stammzellen gewonnene Inseln haben in den ersten Tagen nach der Transplantation aufgrund des Mangels an ausreichender Sauerstoff- und Nährstoffversorgung eine geringe Überlebensrate. Die American Diabetes Association erklärt jedoch: „Es gibt Hinweise darauf, dass Betazellen trainiert werden können, um Sauerstoff- und Nährstoffmangel zu überleben, dem sie vor und nach der Transplantation ausgesetzt sind.“Die American Diabetes Association behauptet, dass das Versprechen einer unbegrenzten Quelle von Beta-Zellen aus der Stammzelltechnologie wahrscheinlich in den nächsten Jahren Realität werden wird, in einem Artikel auf ihrer Website. „Wie man diese neue Zellquelle nutzt, wie diese Zellen nach der Transplantation leben und funktionieren und wie man die Immunantwort gegen das transplantierte Gewebe am besten kontrolliert, stellt jedoch zusätzliche Hindernisse für die weit verbreitete Verwendung von Inselchen dar Transplantation. Die Forschung in diesen Bereichen wird für die Realisierung des Potenzials stammzellbasierter Inseln zur Heilung von Diabetes von wesentlicher Bedeutung sein.“
Das Purdue- und IU-Team beseitigte die Notwendigkeit einer Transplantation in die Leber, indem es Mausinseln mit der Kollagenlösung mischte. Die Lösung verfestigt sich bei der Injektion direkt unter der Haut, und der Körper erkennt das Kollagen und versorgt es mit dem Blutfluss, um Insulin und Glukose auszutauschen.
„Es ist minimal invasiv; Sie müssen nicht in den Operationssaal gehen und diese Infusion in die Pfortader haben. Es ist so einfach wie es kommt, genau wie ein Schuss „, sagte Sherry Voytik Harbin, Purdue-Professor für biomedizinische Technik und medizinische Grundlagenwissenschaften.Während sie zum Testen der Formulierung von Mäusen auf natürlich diabetische Hunde übergehen, werden die Forscher die Machbarkeit der Transplantation von Schweineinseln oder Stammzellen untersuchen, die so programmiert sind, dass sie Insulin produzieren, in der Hoffnung, dass beide Methoden die Verfügbarkeit von Spendern weiter erhöhen, berichtet die Universität.Die Inseltransplantationstherapie könnte Auswirkungen auf eine bessere Behandlung schwerer Pankreatitis haben, sagten Forscher.Purdue und die IU School of Medicine arbeiteten an dieser patentierten Arbeit durch das National Institute of Health T32 Indiana Bioengineering Interdisciplinary Training for Diabetes Research Program zusammen. Die Forschung wurde auch unterstützt durch die National Science Foundation Graduate Research Fellowship; die Indiana University School of Medicine Center für Diabetes und metabolische Erkrankungen Pilot-und Machbarkeitsprogramm; und Spenden von der McKinley Family Foundation.Unterdessen arbeitet der amerikanische Diabeteswissenschaftler Zhen Gu, PhD, Professor an der gemeinsamen Abteilung für Biomedizinische Technik der University of North Carolina / North Carolina State University, an der Entwicklung eines „intelligenten Insulinpflasters“, das die Betazellen des Körpers imitiert, indem es sowohl den Blutzuckerspiegel erfasst als auch Insulin freisetzt eine Nanotechnologie, die Biotechnik, Biochemie und Materialwissenschaften nutzt.
Das dünne Silikonpflaster – etwa so groß wie ein Penny – enthält mehr als 100 Mikronadeln, die jeweils die Größe einer Wimper haben. „Die Mikronadeln sind mit Enzymen beladen, die in der Lage sind, den Blutzuckerspiegel zu erfassen und eine schnelle Freisetzung von Insulin in den Blutkreislauf als Reaktion auf hohe Glukose auszulösen“, so die American Diabetes Association. „Dr. Gu und seine Kollegen haben diese Technologie in einem Mausmodell von Typ-1-Diabetes getestet, wo es in der Lage war, den Blutzuckerspiegel für bis zu neun Stunden effektiv zu senken – ein vielversprechendes Ergebnis, das zusätzliche präklinische Tests (bei Tieren) und hoffentlich spätere klinische Studien (beim Menschen) einleitet.“Die Studie, die im Biomedical Journal Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht wurde, wird durch einen Zuschuss von 1,625 Millionen US-Dollar von der Pathway to Stop Diabetes Initiative der American Diabetes Association unterstützt.Holen Sie sich das Beste von Forbes in Ihren Posteingang mit den neuesten Erkenntnissen von Experten auf der ganzen Welt.
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