Schwerpunkt der Forschungsar­beit

Entwicklung von neuartigen therapeutischen Optionen für Diabetes mellitus Typ 1

Die Inselzelltransplantation ist eine wertvolle Therapie für Patienten mit Diabetes mellitus Typ 1 geworden. Allerdings sind nur ausgewählte Patienten mit erschöpfter Insulintherapie, d.h. instabiler Stoffwechselkontrolle und wiederholter schwerer Hypoglykämie, Transplantationskandidaten. Diese strikte Indikation ist dabei vor allem auf die lebenslang nötige Immunsuppression sowie den erheblichen Mangel an Spenderorganen zurückzuführen. Demzufolge adressieren zahlreiche Forschungsaktivitäten diese Problematik, um die Betazellersatz-Therapie einer möglichst großen Zahl an Patienten mit Diabetes anbieten zu können. Die Verkapselung von pankreatischen Inselzellen in hauptsächlich alginatbasierten Makro- oder Mikrokapseln mit verschiedenen physikalischen Konfigurationen, ermöglicht den Schutz des Inselzelltransplantats ohne die Anwendung von immunsuppressiven Medikamenten und erlaubt darüber hinaus den Spenderpool auf tierisches Gewebe und neuartige stammzellabgeleitete Insulin-produzierende Zellen zu erweitern. Trotz großer Fortschritte in der Verkapselungstechnologie ist eine signifikante Translation in die klinische Anwendung derzeit noch nicht der Fall. Bevor dies in größerem Maßstab geschehen kann, müssen zunächst die noch offenen Fragen hinsichtlich Oxygenierung des Transplantats, Immunprotektion, entzündlicher Reaktionen, Biokompatibilität der verwendeten Materialien oder der Transplantationsstelle beantwortet werden. Jüngste Fortschritte bei der Xenotransplantation und insbesondere im Bereich der stammzellabgeleiteten Betazellen haben ein erneutes wissenschaftliches Interesse an der Verkapselungstechnologie erzeugt.

© Barbara Ludwig

Unsere Gruppe beschäftigt sich speziell mit der Verbesserung von Inselzellisolations- und Transplantationsprotokollen in der klinischen Praxis sowie mit der Entwicklung neuartiger therapeutischer Optionen im Bereich des Betazellersatzes mit einem klaren Translations-Anspruch ("Bench to Bedside"), der sich durch die Verknüpfung von experimentellen Untersuchungen mit präklinischer und klinischer Arbeit auszeichnet:

Experimentelle Forschung:
 

• Präklinische Diabetesmodelle und Inselzelltransplantation bei kleinen und großen Tieren (einschließlich Non-human Primates)
• Entwicklung von Verkapselungstechnologien für immunisolierte Inselzelltransplantation (DFG BR 1179)
• Inselzell-Xenotransplantationsansätze (SFB / Transregio 127)
• Funktionelle Charakterisierung und Qualitätskontrolle von isolierten menschlichen / porzinen Pankreasinseln
• Evaluation von alternativen Transplantationsstellen zur Inselzelltransplantation

Klinische Forschung:
 

• Metabolische Charakterisierung von Patienten mit Diabetes mellitus Typ 1 nach der Insel- bzw. Pankreastransplantation
• Inselzell-Autotransplantation bei Patienten nach partieller oder totaler Pankreatektomie
• Transplantation von makroverkapselten menschlichen Inselzellen bei Patienten mit Brittle-Diabetes (Zusammenarbeit mit Kings College, London)
• Transplantation von makroverkapselten Schweineinseln in Patienten mit Brittle-Diabetes

Zukünftige Projekte und Ziele:
 

• Optimierung der aktuellen Inselzellverkapselungstechnologie für mehr Sicherheit und Wirksamkeit (in Zusammenarbeit mit Materialwissenschaftlern)
• Ausnutzung alternativer Zellquellen (xenogene Primärinselzellen, stammzellabgeleitete Betazellen) zur Nutzung in unserer Kapsel (Zusammenarbeit mit Dr. Anthony Gavalas)
• Präklinische Auswertung von stammzellenabgeleiteten Betazellen für die Diabetes-Behandlung in präklinischen Modellen