Wie ein Algenextrakt bei der Behandlung von Typ-1-Diabetes helfen kann

Wie ein Algenextrakt bei der Behandlung von Typ-1-Diabetes helfen kann
goffkein.pro/Shutterstock

Typ-1-Diabetes war früher ein Todesurteil. Nach einer Diagnose erhielten die Patienten eine Hungerdiät. Die Glücklichen hätten ein oder zwei Jahre zu leben. Dank der Entdeckung von Insulin in den frühen 1920er Jahren ist dies jedoch nicht mehr der Fall.

Wir brauchen Insulin, um unseren Blutzucker zu regulieren. Nach einer Mahlzeit hilft Insulin unseren Zellen, den Zucker in unserer Nahrung zu verwenden. Wir verwenden diesen Zucker als Brennstoff für Energie - ohne Insulin kann Zucker nirgendwo hingehen. Es bleibt im Blutkreislauf und schädigt im Laufe der Zeit die Blutgefäße.

Menschen mit Typ-1-Diabetes injizieren sich Insulin, um ihren Blutzuckerspiegel zu kontrollieren. Obwohl die Behandlung ein Lebensretter ist, kann sie Menschen nicht daran hindern, diabetische Komplikationen zu entwickeln. Diese Zustände können lebensbeschränkend sein. Was wäre, wenn es eine Behandlung gäbe, die besser wäre als Insulininjektionen?

Nun, es könnte sein, und es geht darum, Zellen zu transplantieren.


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Über 450 Millionen Menschen haben Diabetes, aber weniger als 10% dieser Menschen haben die als Typ 1 bekannte Art. Bei Typ-1-Diabetes funktionieren die insulinproduzierenden Zellen der Bauchspeicheldrüse nicht mehr. Wissenschaftler wissen nicht genau, wie dies geschieht, aber das Immunsystem scheint diese Zellen versehentlich anzugreifen.

Ich arbeite mit Forschern und Chirurgen an den Universitäten von Strathclyde und Edinburgh zusammen, die diese fehlerhaften Zellen durch eine kleine Gruppe von Menschen mit schwerem Typ-1-Diabetes ersetzen. Bei einem gesunden Menschen produzieren etwa 1% der Pankreaszellen Insulin. Wissenschaftler sind in der Lage, diese insulinproduzierenden Zellen aus einer Spender-Bauchspeicheldrüse zu extrahieren, und Chirurgen transplantieren sie in einen Diabetespatienten.

Haupthindernisse

Eine erfolgreiche Transplantation würde bedeuten, dass Menschen mit Typ-1-Diabetes wieder ihr eigenes Insulin herstellen können. Es klingt einfach, funktioniert aber nicht immer. Wichtige Hindernisse verhindern, dass diese Behandlung weiter verbreitet wird.

Wie bei transplantierten Organen sind auch Zellen einer Abstoßung ausgesetzt. Empfänger von Zelltransplantaten müssen einen Cocktail aus Antirejektionsmitteln einnehmen. Während diese Medikamente das Immunsystem weniger wahrscheinlich machen, die transplantierten Zellen zu erkennen, haben sie auch schwerwiegende Nebenwirkungen.

Selbst erfolgreiche Zelltransplantationen scheitern schließlich. Wenn die Insulin produzierenden Spenderzellen nicht mehr funktionieren, tritt der Diabetes des Patienten wieder auf. Die Forscher wissen immer noch nicht genau, warum die Transplantation nicht mehr funktioniert. Wir glauben, dass das Immunsystem des Patienten trotz der Antirejektionsmedikamente schließlich erkennt, dass die Zellen aus einem anderen Körper stammen, und sie angreift.

Es könnte sogar wegen der medikamentösen Behandlung passieren. Antirejektionsmittel können eine toxische Wirkung auf insulinproduzierende Zellen haben. Aufgrund dieser Risiken stehen Zelltransplantationen nur einer kleinen Gruppe von Patienten zur Verfügung, die ihren Blutzucker trotz Insulininjektionen nicht kontrollieren können und regelmäßig ins Krankenhaus eingeliefert werden.

Forscher versuchen, den Bedarf an Antirejektionsmitteln loszuwerden. Die Zellen können nicht abgestoßen werden, wenn sie vom Immunsystem nicht erkannt werden können. Wir glauben, dass es möglich sein könnte, die Spenderzellen in die Körper der Patienten zu schleichen, wenn sie mit einem speziellen Material beschichtet sind.

Unsichtbare Zellen

Bioinvisible Materialien können in den Körper implantiert werden, ohne vom Immunsystem abgestoßen zu werden. Wir verwenden eine bioinsichtbare Substanz namens Alginat, die aus Algen gewonnen wird. Theoretisch würden Zellen, die in einem bioinsichtbaren Material eingeschlossen sind, der Erkennung durch die Immunzellen entgehen, die sich auf der Suche nach Eindringlingen um unseren Körper bewegen.

Alginat kommt in den Zellwänden von Braunalgen vor. (wie ein Algenextrakt bei der Behandlung von Typ-1-Diabetes helfen kann)
Alginat kommt in den Zellwänden von Braunalgen vor.
Robert Ford / Shutterstock

Das Umhüllen der Zellen mit bioinvisiblem Alginat könnte verhindern, dass die Transplantate versagen. In unserem Labor haben wir eine Maschine, mit der wir Cluster von Insulin produzierenden Zellen in winzigen Alginatblasen einfangen können. Die Blasen sind ungefähr 200 Mikrometer breit - ungefähr so ​​breit wie ein menschliches Haar - und können mehr als tausend Zellen im Inneren verstecken.

Alginat ist nicht nur bioinvisibel, sondern auch porös. Die Poren sind groß genug, um Insulin herauszulassen und Sauerstoff und Zucker hereinzulassen (die Nährstoffzellen müssen überleben). Noch wichtiger ist jedoch, dass die Poren zu klein sind, als dass Immunzellen in die Alginatblasen gelangen und die Spenderzellen im Inneren erkennen oder beschädigen könnten.

Das Transplantieren von in bioinvisibles Alginat gehüllten Zellen hat vielversprechende Ergebnisse erzielt Tierversuche und in kleinen Versuchen am Menschen. Es ist jedoch schwierig, die Blasen zu vergrößern. Hoffentlich könnte es in Zukunft zu Zelltransplantationen ohne Antirejektionsmedikamente führen. Viele weitere Menschen mit Diabetes, insbesondere junge Menschen, könnten dann eine Zelltransplantation erhalten. Dies würde sie daran hindern, die gesundheitlichen Komplikationen zu entwickeln, die durch jahrelangen hohen Blutzucker entstehen. Vielleicht könnten junge Menschen eines Tages eine bioinvisible Zelltransplantation erhalten, um ihren Diabetes zu behandeln, sobald sie diagnostiziert werden.Das Gespräch

Über den Autor

Katrina Wesencraft, Doktorandin, University of Strathclyde

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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