US-Forscher sind bei der Entwicklung einer künstlichen Bauchspeicheldrüse einen guten Schritt vorangekommen. Diese ist zur vollautomatischen Kontrolle des Blutzuckerspiegels bei Diabetikern gedacht. Den Wissenschaftlern gelang es, den Blutzucker bei elf Diabetikern vom Typ 1 über mehr als 24 Stunden in einem normalen Bereich zu halten. Entscheidend dafür waren vor allem zwei Dinge, berichten die Forscher: Zum einen bekamen die Testteilnehmer nicht wie üblich lediglich Insulin verabreicht, sondern auch dessen Gegenspieler Glucagon, was die sonst häufig auftretende Unterzuckerung größtenteils verhinderte. Zum anderen wurde die Abgabe der Hormone von einer neuartigen Software gesteuert, die besser auf die Bedürfnisse des Körpers reagierte, berichten Firas El-Khatib von der Boston University und seine Kollegen.
Normalerweise reguliert die Bauchspeicheldrüse den Blutzuckerspiegel mit Hilfe der beiden Hormone Insulin und Glucagon: Insulin sorgt bei einer zu hohen Glukosekonzentration im Blut für eine verstärkte Speicherung des Zuckers in der Leber und in anderen Organen, während Glucagon bei Glukosemangel die Zuckerausschüttung aus der Leber ankurbelt und so für Nachschub sorgt. Bei Diabetikern vom Typ 1 funktioniert dieses System jedoch nicht, weil das Immunsystem die Zellen der Bauchspeicheldrüse angreift und sie zerstört. Sie müssen daher ihren Blutzuckerspiegel selber überwachen und immer wieder entsprechend Insulin spritzen. Da dieses Prozedere ungemein aufwendig ist, suchen Forscher bereits seit längerem nach einer automatisierten Alternative.
Bisherige Ansätze waren allerdings nur mäßig erfolgreich. Häufigstes Problem: Es kam immer wieder zu Überdosierungen von Insulin, die bei den Betroffenen eine massive Unterzuckerung herbeiführten. Aus diesem Grund entschieden sich El-Khatib und seine Kollegen bei ihrer Variante, sowohl Insulin als auch Glucagon zu verabreichen und damit die natürlichen Vorgänge bei der Blutzuckerregulierung genauer nachzuahmen. Ihr Testsystem sah schließlich so aus: Sie setzten elf Typ-1-Diabetikern eine Insulin- und eine Glucagon-Pumpe unter die Haut am Bauch, platzierten einen Blutzuckersensor in ihren Venen und schlossen das System an einen Computer an, auf dem die neuartige Software lief. 27 Stunden lang bestimmte der Sensor alle fünf Minuten den Blutzuckerwert und meldete ihn an den Computer. Die Software berechnete dann die nötige Insulin- und Glucagondosis, die anschließend über die Pumpen abgegeben wurde.
Bei sechs der elf Tester habe das Prinzip auf Anhieb hervorragend funktioniert, berichten die Forscher. Bei den anderen fünf sei es jedoch zu Unterzuckerungen gekommen. Die Ursache: Ihr Körper nahm das Insulin sehr viel langsamer auf als angenommen, so dass ebenfalls ungewollt Überdosierungen entstanden. Eine langsamere Abgabe auf Basis dieses Wertes beseitigte das Problem jedoch, so die Wissenschaftler. Sie wollen ihr System nun weiter verbessern, so dass es nicht nur unter Laborbedingungen, sondern auch im täglichen Leben funktioniert. So soll in Zukunft beispielsweise ein Mikrochip für die Steuerung der Pumpen ausreichen, und auch die Blutzuckermessung in den Venen soll durch einen unter die Haut implantierten Sensor ersetzt werden.
Firas El-Khatib (Boston University) et al.: Science Translational Medicine, Bd. 2, Nr. 27, Artikel 27ra27 ddp/wissenschaft.de ? Ilka Lehnen-Beyel
