Implantierbare Zellen Zur Herstellung Von Arzneimitteln

Es wird schnell möglich, Medikamente bei Bedarf direkt in den Körper des Patienten abzugeben.

Viele Menschen mit Diabetes stechen mehrmals täglich in die Finger, um den Blutzuckerspiegel zu messen und die benötigten Insulindosen festzulegen. Implantate von Pankreaszellen, die normalerweise Insulin im Körper produzieren - sogenannte Inselzellen - können diesen umständlichen Prozess unnötig machen. Ebenso könnten zelluläre Implantate die Behandlung anderer Erkrankungen wie Krebs, Herzinsuffizienz, Hämophilie, Glaukom und Parkinson-Krankheit verändern. Zellimplantate haben jedoch einen großen Nachteil: Empfänger müssen Immunsuppressiva auf unbestimmte Zeit einnehmen, um eine Abstoßung durch das Immunsystem zu verhindern. Solche Medikamente können zu schwerwiegenden Nebenwirkungen führen, einschließlich eines erhöhten Infektions- oder Malignitätsrisikos.

Über mehrere Jahrzehnte haben Wissenschaftler Wege erfunden, um Zellen in semipermeablen Schutzmembranen einzuschließen, die das Immunsystem davon abhalten, die implantierten Zellen anzugreifen. Diese Kapseln lassen immer noch Nährstoffe und andere kleine Moleküle einfließen und benötigte Hormone oder andere therapeutische Proteine, um herauszufließen. Es reicht jedoch nicht aus, die Zellen aus dem Weg zu räumen: Wenn das Immunsystem das Schutzmaterial selbst als fremd ansieht, wächst Narbengewebe über den Kapseln. Diese „Fibrose“verhindert, dass Nährstoffe in die Zellen gelangen und diese abtöten.

Jetzt beginnen die Forscher, die Fibrose-Herausforderung zu lösen. Zum Beispiel veröffentlichte 2016 ein Team am Massachusetts Institute of Technology einen Weg, um Implantate für das Immunsystem unsichtbar zu machen. Nach der Herstellung und dem Screening von Hunderten von Materialien entschieden sich die Forscher für eine chemisch veränderte Version eines Gels namens Alginat, das seit langem sicher im Körper verwendet werden kann. Wenn sie in dieses Gel eingekapselte Inselzellen in diabetische Mäuse implantierten, produzierten die Zellen sofort Insulin als Reaktion auf sich ändernde Blutzuckerspiegel und hielten sie im Verlauf einer sechsmonatigen Studie unter Kontrolle. Es wurde keine Fibrose beobachtet. In einer separaten Arbeit berichtete das Team später, dass das Blockieren eines bestimmten Moleküls (des koloniestimulierenden Faktor 1-Rezeptors) auf Makrophagen, die für die Fibrose wichtige Immunzellen sind, die Narbenbildung hemmen kann. Das Hinzufügen eines solchen Blockers sollte das Überleben von Implantaten weiter verbessern.

Mehrere Unternehmen haben sich gegründet, um Therapien mit eingekapselten Zellen zu entwickeln. Eines davon, Sigilon Therapeutics, treibt die bei M. I. T. Behandlungen für Diabetes, Hämophilie und eine Stoffwechselstörung namens lysosomale Speicherkrankheit zu entwickeln. Das Pharmaunternehmen Eli Lilly arbeitet bei der Diabetes-Arbeit mit Sigilon zusammen. In anderen Beispielen konzentriert sich Semma Therapeutics ebenfalls auf Diabetes, indem es seine eigene Technologie verwendet. Neurotech Pharmaceuticals verfügt über Implantate in klinischen Studien für Glaukom und verschiedene Augenerkrankungen, die durch eine Degeneration der Netzhaut gekennzeichnet sind. Living Cell Technologies führt klinische Studien mit Implantaten für Parkinson durch und entwickelt Therapien für andere neurodegenerative Erkrankungen.

Heute stammen die in Kapseln enthaltenen Zellen aus Tieren oder menschlichen Leichen oder stammen aus menschlichen Stammzellen. Eines Tages können implantierbare Zelltherapien eine breitere Palette von Zelltypen umfassen, darunter einige, die durch synthetische Biologie entwickelt wurden. Dabei wird die Genetik einer Zelle neu programmiert, damit sie neue Funktionen wie die kontrollierte Freisetzung bestimmter Arzneimittelmoleküle bei Bedarf in ein Gewebe ausführt. Dies sind noch frühe Tage. Weder die Sicherheit noch die Wirksamkeit der Therapie mit eingekapselten Zellen wurde in großen klinischen Studien nachgewiesen, aber die Anzeichen sind ermutigend.