Deze experimentele alvleesklierprocedure zou bij sommige mensen met diabetes de noodzaak van insuline-injecties kunnen wegnemen. Maar het is niet gemakkelijk, dus andere eilandjescel alternatieven worden onderzocht.
Hoewel de naam misschien beelden oproept van door de wind geteisterde uitlopers voor de noordkust van Schotland, zijn de eilandjes van Langerhans, of "bèta-isletcellen van de alvleesklier" zoals ze meestal worden genoemd, de natuurlijke voorraad insuline-afscheidende cellen van het lichaam.
Het zijn deze cellen die bij type 1-diabetes vernietigd of ernstig beschadigd worden en die in sommige gevallen van type 2-diabetes een tekort vertonen. Bij gebrek aan een natuurlijke bron van insuline, een hormoon dat essentieel is om de bloedsuikerspiegel onder controle te houden, moeten mensen met type 1-diabetes dagelijks insuline-injecties nemen.
Maar in de afgelopen tien jaar hebben onderzoekers technieken onderzocht en verfijnd om de bèta-isletcellen te vervangen, met als doel de natuurlijke productie en afgifte van insuline te herstellen en de noodzaak van insuline-injecties bij mensen met type 1-diabetes te elimineren. Mensen met type 2-diabetes, dat door een ander ziekteproces wordt veroorzaakt, zouden over het algemeen geen baat hebben bij dit soort therapie.
Een beproefde methode voor de overdracht van isletcellen is de transplantatie van de alvleesklier, de grote klier (gelegen achter de maag) waar de bèta-isletcellen leven. Studies hebben aangetoond dat transplantatie van de alvleesklier in ongeveer de helft van de gevallen de behoefte aan insuline-injecties gedurende ten minste vijf jaar kan opheffen.
Vanwege de risico's van een transplantatie-operatie en de noodzaak om na de transplantatie anti-afstotingsmedicijnen in te nemen, is deze procedure echter vooral een optie voor patiënten die ook een niertransplantatie krijgen vanwege een gevorderde nierziekte. Volgens de American Diabetes Association (ADA) verhoogt een gelijktijdige nier- en pancreastransplantatie bij geselecteerde patiënten het risico voor de patiënt niet, kan de overleving van de getransplanteerde nieren verbeteren en zal de normale controle van de bloedsuikerspiegel worden hersteld.
De ADA diabetes richtlijnen geven echter ook aan dat alvleesklier transplantatie slechts gedeeltelijk succesvol is in het omkeren van een aantal van de ernstige lange termijn bijwerkingen van diabetes. De procedure voorkomt nierproblemen en de noodzaak van dagelijkse en soms meerdere insuline-injecties. Maar chronische aandoeningen zoals oogaandoeningen en zenuwafwijkingen blijven vaak een probleem bij deze transplantatiepatiënten.
Op het moment dat dit artikel werd geschreven, stonden er 1.389 mensen op de nationale wachtlijst voor een alvleesklier transplantatie, en nog eens 2.409 mensen wachten op een gecombineerde nier en alvleesklier transplantatie, volgens het United Network for Organ Sharing (UNOS).
Eilandje-cel transplantaties
Een iets minder invasief alternatief voor pancreastransplantatie is islet-celtransplantatie alleen. Bij deze experimentele procedure worden bèta-isletcellen geïdentificeerd, geïsoleerd en verwijderd uit donorpancreases en geïnjecteerd in een grote ader die verbonden is met de lever. De geïnjecteerde eilandjes vinden hun weg in microscopisch kleine bloedvaten en worden omgeven en gefixeerd door leverweefsel. Daar nemen de cellen de insulineproductie en -afscheiding over, waardoor de lever in feite een vervangende pancreas wordt.
Een probleem met deze aanpak is dat menselijke bèta-eiwitten zeldzaam en moeilijk te vinden zijn; ze maken slechts 1% uit van alle cellen in de alvleesklier (de meeste van de resterende cellen produceren en scheiden enzymen af die helpen bij de spijsvertering). Bovendien wordt een deel van de eilandjes onvermijdelijk beschadigd of vernietigd tijdens het oogstproces, legt een diabetesonderzoeker uit in een interview met de arts.
"Het proces van het oogsten van de alvleesklier, het isoleren van de cellen, en dan het transplanteren van ze allemaal in één dag is behoorlijk zwaar, vooral als je ook rekening houdt met de situatie dat je eigenlijk die hele dag zou kunnen besteden aan het proberen cellen te isoleren en nooit genoeg cellen uit die procedure komt," zegt Emmanuel Opara, PhD, universitair hoofddocent in de afdeling experimentele chirurgie en assistent-hoogleraar in de afdeling celbiologie aan Duke University Medical Center in Durham, North Carolina.
Opara en collega's kijken naar alternatieven voor menselijke eilandjescellen, waaronder het gebruik van eilandjes afkomstig van varkenspancreases. Hoewel het gebruik van dierlijke organen bij de mens omstreden is, wordt insuline afkomstig van varkens- en koeienpancreasen al gebruikt sinds het begin van de jaren twintig, toen met de commerciële insulineproductie werd begonnen; het gebruik van menselijke insuline is een betrekkelijk recente ontwikkeling.
Eilandjescellen van varkens lijken qua aard en functie sterk op menselijke eilandjes, maar omdat ze van een dier afkomstig zijn, worden ze door het immuunsysteem van de patiënt als vreemde indringers beschouwd, waardoor gespecialiseerde cellen op ze jagen, ze merken voor verwijdering en ze doden.
Om dit probleem te omzeilen hebben Opara en collega's van Duke speciale geneesmiddel-delivery bolletjes ontwikkeld die bestaan uit een complex koolhydraat, alginaat genaamd. De bolletjes omringen, of "kapselen" de eilandjescellen in, en zijn naar verluidt poreus genoeg om bloedsuiker binnen te laten komen en insuline naar buiten te laten gaan, terwijl ze de eilandjescellen beschermen tegen acties van het immuunsysteem. De bolletjes lijken een beetje op de pijlspleten die gebruikt werden door boogschutters die oude kastelen verdedigden.
De Duke onderzoekers onderzoeken ook methoden om geoogste islet cellen in te vriezen. "Een van de dingen waar ik mee bezig ben is het ontwerpen van procedures die ons in staat stellen deze cellen in een zeer levensvatbare staat op te slaan, zodat wanneer je ze nodig hebt je de situatie van naar een dokter gaan om een recept [voor isletcellen] te krijgen en vervolgens naar de apotheek gaan om ze op te halen, benadert," vertelt Opara aan Arts.
De techniek bouwt niet alleen een voorraad eilandjescellen op, maar heeft ook het gunstige neveneffect dat de cellen minder kwetsend worden voor het immuunsysteem, waardoor ze langer overleven als ze worden getransplanteerd naar een patiënt met type 1 diabetes, aldus Opara.
Eilandjes, virussen en stamcellen
Andere onderzoeksteams werken aan plaatjes van eilandjescellen die omgeven zijn door een poreus plastic; de resulterende plaatjes zouden theoretisch kunnen fungeren als bio-artificiële pancreases. Weer anderen experimenteren met virussen die bèta-islet celtransplantaties aanvaardbaarder kunnen maken voor het immuunsysteem, in een vorm van biologische "stealth" technologie.
Zoals de arts in 2001 al meldde, werken onderzoekers van het National Institutes of Health aan een nieuwe methode om de insulineproductie te herstellen door embryonale stamcellen om te vormen tot bèta-isletcellen, een gespecialiseerd type insulineproducerende cel. Als de techniek bij mensen werkt, zou dit een belangrijke doorbraak kunnen betekenen bij de behandeling van diabetes en zou deze zelfs de geïnjecteerde insuline kunnen vervangen, zo melden onderzoekers in het 26 aprilnummer van het tijdschrift Science.
Maar omdat de nieuwe insulineproducerende cellen afkomstig zijn van een type niet-gespecialiseerde cel dat alleen voorkomt in de vroegste stadia van de embryonale ontwikkeling, zou een menselijke versie van de behandeling op hevig verzet stuiten van politiek en religieus rechts, die zich verzetten tegen medisch onderzoek met cellen afkomstig van menselijke embryo's.
In 2001 kondigde de regering Bush een verbod aan op onderzoek met cellen afkomstig van nieuw gecreëerde embryo's (zoals die dagelijks door vruchtbaarheidsklinieken worden weggegooid), waardoor wetenschappers alleen nog maar mogen werken met de momenteel beschikbare stamcellijnen; stamcelonderzoekers zeiden dat dit besluit hun mogelijkheden om zinvol onderzoek te doen inperkt, en de ontwikkeling van levensreddende behandelingen - zoals die voor diabetes - met jaren of zelfs tientallen jaren zou kunnen vertragen.
