Am 27. Juli 1921 isolierten der Mediziner Frederick Banting und sein Assistent Charles Best aus der Bauchspeicheldrüse von Hunden das Hormon Insulin: Damit legten sie den Grundstein dafür, dass aus dem bis dahin tödlichen Diabetes eine chronische Erkrankung wurde. 100 Jahre später forschen Wissenschaftler an Wegen, damit Betroffene möglichst spät auf Insulin angewiesen sind, wie das Fachblatt „Science” in etlichen Artikeln einer Spezialausgabe berichtet.

Die Erkrankungsrate steigt von Jahr zu Jahr – vor allem bei Kindern

Beim Diabetes Typ 1 zerstört das körpereigene Immunsystem die Insulin-produzierenden Beta-Zellen in der Bauchspeicheldrüse. In der Folge entstehen saure Stoffwechselprodukte, die sich im Blut anreichern. Aus einer schweren Übersäuerung des Körpers – einer Ketoazidose – kann sich ein diabetisches Koma entwickeln. Andere Folgeerkrankungen sind Blindheit und Herzinfarkt, auch Amputationen und Dialyse können bei unzureichender Behandlung notwendig werden.

Typ-1-Diabetes (T1D) ist die häufigste Stoffwechselerkrankung im Kindesalter: In Deutschland leben Schätzungen zufolge 30.000 bis 32.000 Kinder und Jugendliche im Alter bis 19 Jahren mit der Autoimmunerkrankung. Die Erkrankungsraten steigen jedes Jahr um 3 bis 4 Prozent – vor allem in den jüngeren Altersgruppen.

„Woran das liegt, wissen wir nicht”, erklärte jüngst Andreas Neu von der Klinik für Kinder- und Jugendmedizin am Universitätsklinikum Tübingen, der auch Präsident der Deutschen Diabetes Gesellschaft ist. „Es gibt zwar Antikörper und andere Marker, die eine Vorhersage und Risikoabschätzung hinsichtlich der Diabetesentstehung erlauben, bislang fehlen jedoch wirkungsvolle Strategien, die einen Ausbruch der Erkrankung verhindern könnten.”

Mehr zum Thema

 

Diabetes: Mein Feind, der Zucker

 

Einstellungssache: Auch mit Diabetes genussvoll essen

 

Diabetes: Ein Leben ohne Piks

Früherkennung kann Beginn der Erkrankung hinauszögern

In „Science” beschreiben Forscherinnen und Forscher nun, wie derartige Strategien in Zukunft aussehen könnten. So sei mittlerweile eine alternative Therapie denkbar, die den Bedarf an Insulin ganz vermeidet, indem sie den Erkrankungsprozess in einem frühen, präklinischen Stadium unterbricht oder das Auftreten der Autoimmunität von vornherein verhindert, schreiben Colin Dayan von der britischen Universität Cardiff sowie Kolleginnen und Kollegen.

Um dies zu erreichen, müsse die Erkrankung möglichst früh erkannt werden. Lange Zeit seien kontinuierlicher Gewichtsverlust, extremer Durst sowie starker Harndrang als typische erste Anzeichen für einen Diabetes Typ 1 gesehen worden: „Inzwischen ist jedoch klar, dass es sich um ein spätes Stadium der Krankheit handelt, in dem schätzungsweise 80 Prozent oder mehr der Funktion der Beta-Zellen bereits verloren gegangen sind”, schreiben die Forscherinnen und Forscher.

Schon Jahre früher seien bestimmte Biomarker in Form Diabetes-typischer Autoantikörper nachweisbar. Ergebe eine Früherkennung auf Grundlage dieser Autoantikörper ein erhöhtes Risiko, sollten Kinder engmaschig kontrolliert werden. Seien sie dann tatsächlich von Diabetes Typ 1 betroffen, müsse es darum gehen, die Funktion ihrer Beta-Zellen so lange wie möglich aufrechtzuerhalten, sodass eine Insulintherapie möglichst spät angewandt werden müsse.

Eine „bahnbrechende Studie” habe erst kürzlich gezeigt, dass eine zwölf- bis 14-tägige Behandlung mit dem Anti-CD3-Antikörper Teplizumab den Beginn eines Typ-1-Diabetes um mehrere Jahre hinauszögern könne. Darüber hinaus liefen derzeit mehrere Studien mit dem Wirkstoff Abatacept, der bereits in der Therapie anderer Autoimmunerkrankungen genutzt wird und die Aktivität jener Immunzellen unterdrückt, die die Beta-Zellen angreifen.

Ansätze sollen Insulin als Therapie für T1D innerhalb von 100 Jahren ersetzen

In einem weiteren Artikel nennen Jeffrey Bluestone von der University of California sowie Kolleginnen und Kollegen Peptidtherapien, Nanopartikel, mRNA-Impfstoffe sowie die Erforschung des bakteriellen Mikrobioms als mögliche Ansätze für vielversprechende Therapien. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler prognostizieren: „Zusammengenommen werden sich diese Ansätze wahrscheinlich auf die Behandlung dieser Krankheit auswirken – in der Hoffnung, dass in weniger als 100 Jahren kein Insulin mehr zur Behandlung von T1D erforderlich sein wird.”

Schon heute möglich ist die Transplantation von Inselzellen, die Todd Brusko von der University of Florida sowie Kolleginnen und Kollegen diskutieren: Inselzellen – auch Langerhans-Inseln genannt – sind Zellansammlungen in der Bauchspeicheldrüse, die zum Großteil aus Beta-Zellen bestehen. Ihre Transplantation ist jedoch mit Problemen verbunden: Dazu gehört der Mangel an Spenderorganen, zudem müssen die Empfänger ein Leben lang sogenannte Immunsuppressiva nehmen, damit das Gewebe nicht abgestoßen wird. Und schließlich verliere das transplantierte Gewebe meist nach dem Eingriff an Masse.

Umso emsiger werde zum Potenzial von Stammzellen geforscht: So will man aus sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen (iPS) – dabei werden adulte Körperzellen in ein Stammzellstadium zurückversetzt – Beta-ähnliche Zellen gewinnen. Diese sollen eingepflanzt werden und von sich aus die Blutzuckerkonzentration erkennen und darauf reagieren. Bis zur klinischen Anwendung seien allerdings noch Studien nötig, die Wirksamkeit und Sicherheit der Behandlung belegten.

Mehr zum Thema

 

Ein anderes Leben: Wenn das Kind an Diabetes erkrankt

 

Typ-1-Diabetes bei Kindern: Wie die Diagnose die Eltern-Kind-Beziehung beeinflusst

 

Diabetes mit Bewegung lindern

Typische Therapie erfordert derzeit noch viel Selbstdisziplin und Eigenverantwortung

Bis dahin bleibt für Betroffene ein möglichst ausbalanciertes System zur Regulierung des Blutzuckerspiegels essenziell: Bruce Perkins von der Universität Toronto beschreibt mit Kolleginnen und Kollegen in „Science”, welche Herausforderungen T1D-Patienten beim Umgang mit ihrer Krankheit zu bewältigen haben. So bestehe die typische Therapie aus einer täglichen grundlegenden Insulinzuführung – per Spritze, Pen oder Pumpe – und drei oder mehr Injektionen zu den Mahlzeiten.

Das genaue Schema sei hochgradig individuell und erfordere in jedem Fall ein hohes Maß an Selbstdisziplin und Eigenverantwortung. Und obwohl es in der Insulinbehandlung in den vergangenen Jahrzehnten große Fortschritte gegeben habe, stellen die Autorinnen und Autoren auch Probleme fest: Schätzungen zufolge hat nur einer von fünf TD1-Patienten in den USA in den letzten zehn Jahren die angestrebten Blutzuckerwerte erreicht. Mehr als die Hälfte sei übergewichtig geworden, und viele hätten große Angst vor hypoglykämischen Episoden – also Unterzuckerung.

Diese Probleme hängen demnach zumindest zum Teil mit den pharmakologischen Eigenschaften des zugeführten Insulins zusammen. Dazu gehöre die langsame Aufnahme in den Kreislauf, werde das Hormon unter die Haut gespritzt, was zu einer Verzögerung der Wirkung führe. „So ist beispielsweise eine genaue subkutane Insulindosis zur Mahlzeit immer noch mit einem zumindest vorübergehenden Anstieg des Glukosespiegels verbunden, und eine Korrekturdosis erfordert zwei bis vier Stunden, um zu beurteilen, ob die Menge ausreichend war”, schreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Schneller absorbiert werde Insulin als oral eingenommenes Pulver. Das sei aber teuer, schwerer zu dosieren und beeinflusse unter Umständen die Atemwege, sodass manche Mittel wieder vom Markt genommen wurden.

Mehr zum Thema

 

Adipositas, Diabetes oder Herz-Kreislauf-Leiden häufigster Grund für Klinikeinweisung bei Covid-19

 

Studie: Coronavirus kann auch Bauchspeicheldrüse befallen - Erklärung für Diabetes-Symptome?

 

Diabetes: Fachgesellschaft warnt vor möglichen Komplikationen mit einer Corona-Infektion

Technische Unterstützung könnten Behandlung unterstützen

Als effektivsten Fortschritt nennen die Autorinnen und Autoren indes die Veränderung des injizierten Insulinmoleküls sowie die Veränderung der Lösung, in der das Hormon verabreicht wird. Auch hier sei weitere Forschung nötig: „Ein extrem schnell wirkendes Insulin könnte zum Beispiel den Glukoseanstieg nach einer Mahlzeit sofort unterdrücken.”

Noch wirksamer wäre die Entwicklung von sogenanntem glukosereaktivem Insulin: „Ähnlich wie bei der automatischen grundlegenden Insulinverabreichung mittels Glukosesensor und Insulinpumpe könnte dieses auf Glukose reagierende Insulin bei niedrigeren Glukosespiegeln eine verminderte und bei Hyperglykämie eine verstärkte Wirkung haben”, schreiben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.

Sie setzen zudem auf das Potenzial künstlicher Intelligenz: Denkbar wären etwa Apps für Smartphones, die Patienten helfen, den Kohlenhydratgehalt von Mahlzeiten anhand von Fotos der Lebensmittel in Echtzeit zu schätzen. Ebenso möglich wäre die Kombination von Activity-Trackern mit automatischen Insulinabgabesystemen.

Mehr zum Thema

 

Übergewicht vorbeugen: Mit jedem Kilo steigt das Diabetes-Risiko

 

Das sollten Sie über Diabetes wissen

 

Studie: Hilft Wassermelone gegen Diabetes?

In einigen Ländern ist Insulin noch immer Mangelware

Angesichts solch futuristischer Perspektiven sollte man allerdings nicht vergessen, dass gegenwärtig fast 50 Millionen Menschen, die weltweit auf Insulin angewiesen sind, keinen Zugang dazu haben, weil es nur begrenzt verfügbar und kaum erschwinglich ist. Das ergibt zumindest eine in „Science" vorgestellte Analyse von Abhishek Sharma und Warren Kaplan von der Universität Boston.

Während einige Länder, die keine eigene Produktion haben, im Verhältnis zum Bedarf einen Überschuss an Insulin zu haben scheinen, weisen andere Länder, vor allem in Afrika und Asien, im Vergleich zum geschätzten Bedarf Defizite bei den Insulineinfuhren auf. Grund für diese Kluft ist den Autorinnen und Autoren zufolge mangelnder Wettbewerb, suboptimale Beschaffung und schlechte Finanzierung und Bereitstellung im Gesundheitswesen.

Um die Verfügbarkeit von Insulin zu verbessern, seien koordinierte Anstrengungen von vielen Beteiligten erforderlich, schreiben sie. „Der Zugang zu Insulin muss in das breitere Gesundheitssystem eingebettet werden. Und alle Beteiligten – der öffentliche und private Sektor, die Hersteller, Regulierungsbehörden sowie Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Ärztinnen und Ärzte – müssen sich für eine angemessene Diabetesversorgung der Patienten einsetzen.”

RND/dpa