Transplantation bei Diabetes Typ 1
Wissenschaftliche Unterstützung: Prof. Dr. Barbara Ludwig
Bei Typ-1-Diabetes gelingt dank moderner Insuline, technischer Hilfsmittel und ausführlicher Schulung in den meisten Fällen eine gute Blutzuckerkontrolle. Dennoch gibt es Personen, die trotz optimaler Behandlung unter starken Blutzuckerschwankungen und Unterzuckerungen leiden. Eine Transplantation von Inselzellen kann eine Alternative darstellen – ist jedoch selbst mit Risiken verbunden.
Inhaltsverzeichnis
1. Schwer einstellbarer Blutzuckerspiegel – woran kann dies liegen?
Etwa 10 Prozent aller Menschen mit Typ-1-Diabetes leiden unter einer sehr instabilen Stoffwechsellage. Sie erleiden unter herkömmlicher Insulintherapie häufig schwere Unterzuckerungen und haben daher ein erhöhtes Risiko für Langzeitfolgen durch den stark schwankenden Blutzuckerspiegel. Für diese Menschen stellt sich die dringende Frage nach alternativen Behandlungsmöglichkeiten.
Gründe für einen schwer einzustellenden diabetischen Stoffwechsel können unter anderem sein:
- Eine lange Diabetes-Dauer.
- Ein sehr niedriger Insulinbedarf.
- Starke Schwankungen der Insulinwirkung und der Aufnahme von Zucker aus dem Darm ins Blut (Resorption).
- Hypoglykämie-Wahrnehmungsstörung: die typischen Warnsignale (zum Beispiel Zittern, Schwitzen oder Herzklopfen), die eine Unterzuckerung ankündigen, werden nicht wahrgenommen. Ursache dafür ist eine diabetesbedingte Schädigung des vegetativen Nervensystems (autonome Neuropathie).
diabinfo-Podcast Transplantationen bei Diabetes Typ 1 (Prof. Dr. Barbara Ludwig)
Im Gespräch mit diabinfo.de beschreibt Prof. Dr. Barbara Ludwig die Möglichkeiten der Betazell-Ersatztherapie und gibt einen Ausblick auf erfolgversprechende Ansätze aus der Forschung. Sie leitet das deutschlandweit einzige Programm zur Inselzelltransplantation am Universitätsklinikum Carl Gustav Carus der Technischen Universität Dresden.
2. Die Betazell-Ersatztherapie bei Diabetes
Als Alternative zur reinen Insulintherapie zielt die Betazell-Ersatztherapie bei Menschen mit einem schwer einzustellendem Typ-1-Diabetes darauf ab, das insulinproduzierende Gewebe im Körper wiederherzustellen, welches durch die Autoimmunerkrankung verloren gegangen ist. Die Ziele sind dabei:
- Eine körpereigene Insulinausschüttung herbeizuführen, die wie im gesunden Körper durch die Höhe des Blutzuckerspiegels reguliert wird.
- Die Vermeidung von akuten Notfallsituationen wie Unterzuckerung (Hypoglykämie) oder Überzuckerung (Hyperglykämie).
- Die Verbesserung der Lebensqualität.
- Die Vermeidung von schwerwiegenden diabetesbedingten Spätfolgen wie Schädigungen der Gefäße, Nieren oder Nerven.
Grundsätzlich stehen derzeit 2 Methoden der Betazell-Ersatztherapie zur Verfügung:
- Die Organtransplantation der kompletten Bauchspeicheldrüse (Pankreas) einer Spenderin oder eines Spenders oder
- die Inselzelltransplantation.
Um Abstoßungsreaktionen zu vermeiden, müssen nach beiden Eingriffen Medikamente eingenommen werden, die die normale Funktion des Immunsystems unterdrücken (Immunsuppressiva). Hierfür steht eine Reihe moderner, gut wirksamer Medikamente zur Verfügung. Allerdings sind diese mit relevanten Nebenwirkungen verbunden. Immunsuppressiva müssen in der Regel ein Leben lang eingenommen werden. Daher ist eine sorgfältige Nutzen-Risiko-Abwägung unverzichtbar.
3. Bauchspeicheldrüse transplantieren
Die Transplantation einer Bauchspeicheldrüse ist ein großer chirurgischer Eingriff, der wie alle Operationen gewisse Risiken, zum Beispiel Blutungen, Infektionen und Nachwirkungen der Narkose, mit sich bringt. Die Bauchspeicheldrüse einer spendenden Person wird in den Körper der Empfängerin oder des Empfängers transplantiert. Häufig sind auch im weiteren Verlauf zusätzliche Operationen notwendig. Für diese Transplantation besteht eine Altersbeschränkung: Ein biologisches Alter von circa 50 Jahren sollte nicht überschritten werden. Eine sorgfältige Einschätzung von Begleit- und Folgeerkrankungen ist entscheidend, um den Eingriff verantwortungsvoll planen zu können.
4. Inselzellen transplantieren
Die Inselzelltransplantation ist dagegen ein wenig invasives Verfahren mit einer sehr niedrigen Komplikationsrate. Es genügt in der Regel ein kurzer stationärer Aufenthalt, um diese Methode durchzuführen. Das Gewebe der Langerhans-Inseln wird aus einer Spender-Bauchspeicheldrüse gewonnen und im Labor aufbereitet. Anschließend wird diese Lösung entweder über einen minimalen Bauchschnitt (Mini-Laparotomie) in die Pfortader der Leber eingebracht, oder durch eine gezielte Leberpunktion (ein ultraschallgesteuerter kleiner Einstich in das Organ) transplantiert. Dort siedeln sich die Inselzellen als eine Art Mini-Organ an und beginnen mit der Insulinproduktion.
Für diese Form der Transplantation besteht keine grundsätzliche Altersbeschränkung. Begleiterkrankungen sind weniger kritisch zu bewerten. Allerdings ist die Inselzelltransplantation in Deutschland streng geregelt und organisatorisch sehr aufwendig. Anders als bei Organtransplantationen gibt es kein zentrales Vergabesystem für Spenderorgane. Daher werden in Deutschland nur sehr wenige solcher Eingriffe durchgeführt – aktuell weniger als 10 pro Jahr.
Gut zu wissen:
Eine Transplantation – sowohl der Bauchspeicheldrüse, als auch von Inselzellen – zieht die lebenslange Einnahme immunsuppressiver Medikamente nach sich.
Vergleich der Transplantationsverfahren:
Transplantiertes Material | Komplette Bauchspeicheldrüse eines Spenders | Inselzellen einer Spender-Bauchspeicheldrüse |
Operativer Eingriff | ||
groß; mögliche Risiken: Infektionen, Blutungen, Narkose-Nebenwirkungen | klein, minimalinvasiv | |
Spenderorgan notwendig | Ja | Ja; zum Teil mehrere, da die Inselzellen einer Bauchspeicheldrüse nicht ausreichen |
Einnahme von Immunsuppressia | Ja, lebenslang | Ja, lebenslang |
5. Erwartungen an die Inselzelltransplantation
Die Langzeitergebnisse nach Inselzelltransplantationen haben sich über die letzten Jahre vor allem durch die Verfeinerung der Methode zur Zellgewinnung und die verwendete Begleitmedikation stetig verbessert. So kann heute bei der Mehrzahl der Patientinnen und Patienten über 10 Jahre hinaus eine gute Organfunktion erreicht werden. Allerdings sind die behandelten Personen nicht immer komplett unabhängig vom Insulinspritzen. Die Insulinunabhängigkeit steigt mit der insgesamt übertragenen Masse an Inselzellen.
Obgleich die Mechanismen bislang nicht vollständig geklärt sind, kommt es bei Personen nach einer Inselzelltransplantation zu einer Wiederherstellung von Stoffwechselabläufen, welche neben der Insulinausschüttung zusätzlich für die Blutzuckerregulation von Bedeutung sind. Diese Abläufe sind wichtig, um diabetische Notfälle zu vermeiden, und können die Lebensqualität von Menschen mit Diabetes deutlich verbessern.
Weltweit wird in vielen Zentren eine Inselzelltransplantation häufig stufenweise durchgeführt, mit bis zu 3 Präparationen von Inseln mehrerer Spendenden. Dies verbessert die Insulinunabhängigkeit deutlich. Die Ergebnisse sind heute vergleichbar mit denen nach Bauchspeicheldrüsen-Organtransplantationen (Pankreastransplantation).
In Ländern wie Deutschland jedoch, wo Spenderorgane Mangelware sind und der Zugang zu Spender-Bauchspeicheldrüsen für Inselzelltransplantationen eingeschränkt ist, kann dieses Verfahren der Mehrfach-Transplantation nicht umgesetzt werden. Anstelle einer kompletten Insulinunabhängigkeit sind die Therapieziele einer Inselzelltransplantation in Deutschland daher:
- eine Insulinsekretion, die den Blutzuckerspiegel stabilisiert, sowie
- die Vermeidung von Unterzuckerungen (Hypoglykämien).
Gut zu wissen:
Die Inselzelltransplantation ist für einen kleinen Teil von Menschen mit Typ-1-Diabetes, labilem Zuckerstoffwechsel und häufigen Unterzuckerungen beziehungsweise Hypoglykämie-Wahrnehmungsstörungen eine vielversprechende Behandlungsoption. Für den Erfolg der Behandlung ist es entscheidend, die Patientinnen und Patienten sorgfältig auszuwählen, nachdem alle herkömmlichen Behandlungsmethoden ausgeschöpft wurden. Patientin oder Patient sollten gemeinsam mit der behandelnden Ärztin oder dem behandelnden Arzt Nutzen und Risiken gewissenhaft abwägen.
6. Entwicklung neuer Transplantationsmethoden
Weltweit steht die Suche nach alternativen Quellen für die Betazell-Ersatztherapie im Fokus der Diabetesforschung. An Bedeutung gewonnen haben dabei die folgenden Methoden:
Bei einer Xenotransplantation (‚xénos' ist altgriechisch für ‚fremd') können Inselzellen des Schweins im menschlichen Organismus die Insulinproduktion übernehmen. Allerdings ist auch dabei die Unterdrückung der Immunantwort die größte Herausforderung. Forschende versuchen, den Abbau der Schweine-Inselzellen durch das Immunsystem beispielsweise mithilfe einer Verkapselung zu umgehen. Hierbei werden die Inselzellen mit einer halb-durchlässigen Membran umgeben, die Nährstoffe, Sauerstoff und Hormone passieren lässt, den Weg für die Zellen des Immunsystems jedoch verwehrt.
Je nach Größe der Verkapselung spricht man von Nanoverkapselung, Mikroverkapselung oder Makroverkapselung. Nano- und mikroverkapselte Zellen können zwar gut in die Pfortader der Leber eingebracht werden, werden jedoch auch leicht wieder ausgespült und sind immer noch dem Immunsystem ausgesetzt.
Bei makroverkapselten Zellen handelt es sich um sogenannte ‚Bioreaktoren‘, kleine Kunststoffkapseln verschiedener Form und Größe, von denen eine oder mehrere unter die Haut implantiert werden. Die Herausforderung liegt darin, einen ausreichenden Einstrom von Sauerstoff und Nährstoffen sowie einen ungehinderten Ausstrom der Hormone Insulin und Glukagon zu gewährleisten. Erste klinische Versuche am Menschen zeigten eine positive Bewertung von Sicherheit und Wirksamkeit. Dennoch sind für eine Langzeittauglichkeit noch einige Hürden zu überwinden. Entzündungsreaktionen an der Stelle der Einbettung beispielsweise können zu Fibrosierung und dadurch zu Überwachsung und Verstopfung der Membranen führen.
Forschende arbeiten derzeit daran, zum einen die Spender-Zellen durch molekulargenetische Methoden vor Abstoßung durch das Immunsystem zu schützen, und zum anderen die Einbettungsmethoden weiterzuentwickeln.
Stammzellforschung: Undifferenzierte Zellen (Stammzellen) aus einem frühen Stadium der embryonalen Entwicklung haben die Fähigkeit, sich zu nahezu allen Zelltypen eines Organismus zu entwickeln. Diese Eigenschaft nennen Forschende „Pluripotenz“ (von lateinisch ‚plus‘ = mehr und ‚potentia‘ = Fähigkeit). Diese Eigenschaft kann auch im Labor erzeugt („induziert“) werden. In diesem Fall werden erwachsene Körperzellen in ein Stadium zurückentwickelt, in dem alle Zelltypen aus diesen Zellen erzeugt werden können. Diese Zellen nennt man ‚induzierte pluripotente Stammzellen‘.
Induzierte pluripotente Stammzellen können im Labor zu insulinproduzierenden Betazellen weiterentwickelt werden, die dann für eine Transplantation verwendet werden können. Ein Forschungsziel ist es, die Herstellung dieser Zellen zu optimieren und zu beschleunigen.
Vorteil: Kein Spenderorgan wird benötigt. Menschliche Spenderorgane sind in Deutschland sehr rar. Ein Nachteil besteht darin, dass auch diese transplantierten Zellen vom körpereigenen Immunsystem durch die Autoimmunreaktion angegriffen werden können.
Organoide: Basierend auf der Stammzellforschung entwickeln Forschende sogenannte Inselzell-Organoide, also Organ-ähnliche Zellverbünde, die nach Transplantation die Aufgabe der verlorengegangenen körpereigenen Betazellen übernehmen können. Durch bestimmte molekulare Mechanismen können diese Zellen so „maskiert“ werden, dass das Immunsystem sie nicht als fremd erkennt und keine Abstoßungsreaktion ausgelöst wird. Allerdings scheitert dieser Ansatz häufig noch daran, dass die Betazellen in den Organoiden unreif bleiben. Eine Lösung besteht darin, Organoide mit integrierten Blutgefäßen zu entwickeln. Erste Forschung dazu zeigt, dass die Inseln mit Blutgefäßen mehr reife Betazellen enthalten und daher mehr Insulin ausschütten.
Weitere Forschung ist nötig, um geeignete Methoden zu entwickeln, die sich auf lange Sicht für die Behandlung von Menschen mit Typ-1-Diabetes durchsetzen können.
Quellen:
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Max Delbrück Center: Erste Inselzell-Organoide mit Blutgefäßen. 2025 (Letzter Abruf: 15.04.2026)
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Stand: 15.04.2026
