Es wurde gezeigt, dass die neue Technik, die an der Washington University School of Medicine in St. Louis entwickelt wurde, menschliche Stammzellen in insulinproduzierende Zellen umwandelt. Das natürliche Hormon wird in der Bauchspeicheldrüse produziert und ermöglicht es dem Körper, Glukose (Zucker) aus der Nahrung zur Energiegewinnung zu nutzen. Menschen, die an Diabetes leiden, haben Schwierigkeiten, genügend Insulin zu produzieren, was zu einer Ansammlung von Zucker im Blutkreislauf führt.
Die Forscher aus St. Louis glauben jedoch, dass ihre neue Technik verwendet werden kann, um den Blutzuckerspiegel mithilfe von umgewandelten Stammzellen effektiv zu kontrollieren.
Die Technik wurde bisher erfolgreich an Mäusen getestet, denen die umgewandelten Zellen injiziert wurden.
Laut einem Bericht, der am 24. Februar in der Online-Ausgabe der Zeitschrift Nature Biotechnology veröffentlicht werden soll, wurden die Mäuse neun Monate lang „funktionell geheilt“.
Dr. Jeffrey R. Millman, der leitende Forscher und Assistenzprofessor für Medizin und Biomedizintechnik, sagte: „Diese Mäuse hatten einen sehr schweren Diabetes mit Blutzuckerwerten von mehr als 500 Milligramm pro Deziliter Blut – Werte, die für eine Person tödlich sein können.“ – und als wir den Mäusen die insulinproduzierenden Zellen gaben, hatte sich ihr Blutzuckerspiegel innerhalb von zwei Wochen wieder normalisiert und blieb es viele Monate lang.”
Das gleiche Forscherteam hat zuvor entdeckt, wie man menschliche Stammzellen in sogenannte Beta-Zellen der Bauchspeicheldrüse umwandelt, um Insulin herzustellen.
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Wenn diese Zellen in den Blutkreislauf injiziert werden, sezernieren sie das dringend benötigte Hormon.
Es wurde jedoch festgestellt, dass die Technik ihre Grenzen hat und es wurde nicht bewiesen, dass sie die Krankheit bei Mäusen wirksam bekämpft.
Ihre neue Forschung hat sich nun als viel effizienter und effektiver erwiesen.
Embryonale Stammzellen sind ein Zelltyp, der angewiesen werden kann, sich zu allen Arten von spezialisierten Zellen zu entwickeln.
Diese können von einfachen Gewebe- und Muskelzellen bis hin zu Gehirnzellen reichen.
Wissenschaftler weltweit glauben, dass die Stammzellforschung viele neue Therapien für Krankheiten wie Alzheimer und HIV erschließen könnte.
Dr. Millman sagte: „Ein häufiges Problem, wenn Sie versuchen, eine menschliche Stammzelle in eine insulinproduzierende Betazelle – oder ein Neuron oder eine Herzzelle – umzuwandeln, ist, dass Sie auch andere Zellen produzieren, die Sie nicht wollen.“
“Im Fall von Betazellen könnten wir andere Arten von Bauchspeicheldrüsenzellen oder Leberzellen bekommen.”
Bauchspeicheldrüsen- und Leberzellen richten bei der Injektion in Mäuse keinen Schaden an, bekämpfen die Krankheit aber auch nicht.
Dr. Millman fügte hinzu: „Je mehr Zellen außerhalb des Zielgebiets Sie bekommen, desto weniger therapeutisch relevante Zellen haben Sie.
„Man braucht etwa eine Milliarde Beta-Zellen, um einen Menschen von Diabetes zu heilen.
„Aber wenn ein Viertel der Zellen, die Sie herstellen, tatsächlich Leberzellen oder andere Bauchspeicheldrüsenzellen sind, benötigen Sie statt einer Milliarde Zellen 1,25 Milliarden Zellen.
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“Es erschwert die Heilung der Krankheit um 25 Prozent.”
Mit ihrer neuen Technik stellten die Forscher fest, dass weniger Off-Target-Zellen produziert wurden und sich die gebildeten Beta-Zellen verbessert hatten.
Die Technik zielt gezielt auf das sogenannte innere Gerüst oder Zytoskelett der Zelle ab.
Das Zytoskelett gibt den Zellen ihre Form und ermöglicht es ihnen, mit ihrer Umgebung zu interagieren.
Dr. Millman sagte: „Es ist ein völlig anderer Ansatz, grundlegend anders in der Art und Weise, wie wir vorgehen.
„Früher haben wir verschiedene Proteine und Faktoren identifiziert und sie auf die Zellen gestreut, um zu sehen, was passiert.
“Da wir die Signale besser verstanden haben, konnten wir diesen Prozess weniger zufällig gestalten.”
Obwohl die Ergebnisse der Studie vielversprechend seien, sei es noch ein langer Weg, bis die Technik zu einer Behandlung für den Menschen weiterentwickelt werden könne.
Die umgewandelten Zellen müssen über längere Zeiträume und an größeren Tieren getestet werden.
Laut Diabetes UK werden bis 2030 schätzungsweise 5,5 Millionen Menschen in Großbritannien an Diabetes leiden.
Derzeit sind mehr als 4,9 Millionen Menschen von der Krankheit betroffen und 13,6 Millionen Menschen haben ein erhöhtes Risiko für Typ-2-Diabetes.
Etwa 90 Prozent der Erkrankten haben Typ-2-Diabetes und nur etwa acht Prozent haben Typ-1-Diabetes.