Forscher haben ein subdermales Implantat zur Behandlung von Typ-1-Diabetes entwickelt. Es gibt unter anderem Insulin ab – was es noch kann, erfahrt ihr hier.
Im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen Forschern der Cornell University und der University of Alberta, Edmonton, wurde ein Gerät zur Behandlung von Typ-1-Diabetes entwickelt. Eine Besonderheit des Geräts ist, dass keine Immunsuppression erforderlich ist, die normalerweise die Behandlung der Krankheit erschwert. Dieser Ansatz bietet eine einfachere, langfristige und weniger invasive Alternative zu Insulininjektionen oder herkömmlichen Transplantationen, die eine Immunsuppression erfordern. Die Arbeit wurde in Nature Biomedical Engineering veröffentlicht.
Seit zehn Jahren forscht Minglin Ma, Professor für Bio- und Umwelttechnik an der Cornell University, daran, einen besseren Weg zur Kontrolle der Krankheit zu finden. 2017 stellte er einen entfernbaren Polymerfaden vor, der Tausende von Inselzellen enthält, die durch eine dünne Hydrogelschicht geschützt sind und in den Bauch eines Patienten implantiert werden können. Die eingeschlossenen Inselzellen könnten als Reaktion auf den verminderten Blutzuckerspiegel des Körpers Insulin absondern und gleichzeitig einen stetigen Strom an Nährstoffen und Sauerstoff erhalten, um gesund zu bleiben. 2021 entwickelte das Team eine robustere Version, die sich bei der Kontrolle des Blutzuckerspiegels von diabetischen Mäusen für bis zu sechs Monate als wirksam erwies.
Diese Projekte veranlassten James Shapiro von der University of Alberta, eine mögliche Zusammenarbeit anzustreben. Shapiro hatte eine Methode entwickelt, um Inselchen in Kanäle direkt unter der Haut eines Menschen einzubringen und sie dann durch Immunsuppression zu schützen. „Ich war fasziniert von Mas Ansatz, der eine Immunsuppression überflüssig macht, und fragte mich, ob wir unsere beiden innovativen Strategien kombinieren könnten, um das Überleben der Zellen zu verbessern“, sagte Shapiro. „Und es hat tatsächlich funktioniert.“
Das daraus resultierende neue System trägt den Namen SHEATH (Subcutaneous Host-Enabled Alginate Thread). Die Installation ist ein zweistufiger Prozess. Zunächst wird eine Reihe von Nylonkathetern unter die Haut eingeführt, wo sie vier bis sechs Wochen lang verbleiben – lange genug, damit sich Blutgefäße um die Katheter herum bilden können. Wenn die Katheter entfernt werden, werden die etwa zehn Zentimeter langen Inselvorrichtungen in die von den Kathetern geschaffene Raumtasche eingesetzt, wobei das umgebende Gefäßsystem intakt bleibt.
„Dieser Kanal ist perfekt für unser Gerät geeignet“, sagt Ma. „Etwas unter die Haut zu legen, ist viel einfacher und weniger invasiv als ein Eingriff in den Bauchraum. Es kann ambulant durchgeführt werden, so dass man nicht im Krankenhaus bleiben muss. Es kann unter lokaler Anästhesie durchgeführt werden.“ Obwohl die langfristige klinische Anwendung des Geräts noch weitere Herausforderungen mit sich bringt, ist Ma zuversichtlich, dass künftige Versionen zwei bis fünf Jahre halten werden, bevor sie ersetzt werden müssen.
„Die Herausforderung besteht darin, dass es sehr schwierig ist, die Funktion der Inselzellen über einen langen Zeitraum im Körper aufrechtzuerhalten, da das Gerät die Blutgefäße blockiert, während die körpereigenen Inselzellen bekanntermaßen in direktem Kontakt mit den Gefäßen stehen, die sie mit Nährstoffen und Sauerstoff versorgen“, so Ma. „Das Gerät ist so konzipiert, dass wir den Massenaustausch von Nährstoffen und Sauerstoff maximieren können, aber wir müssen möglicherweise zusätzliche Mittel bereitstellen, um die Zellen für eine langfristige Funktion zu unterstützen.“
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung der Cornell University. Die Originalpublikation haben wir euch hier und im Text verlinkt.
Bildquelle: Sweet Life, Unsplash
