Zinkhemmung hilft im Labor gezüchteten Bauchspeicheldrüsenzellen, die Transplantation zu überleben

Diese bahnbrechende Forschung befasst sich mit einem wesentlichen Hindernis bei der Diabetesbehandlung mithilfe von im Labor gezüchteten Bauchspeicheldrüsenzellen. Wissenschaftler hatten bislang Schwierigkeiten mit aus Stammzellen gewonnenen Inselorganoid-Transplantaten (SC-Islets), die nach der Transplantation aufgrund von Sauerstoffmangel und unzureichender Blutgefäßbildung versagen.

Die Studie ergab, dass eine übermäßige Zinkanreicherung in diesen gentechnisch veränderten Betazellen der Bauchspeicheldrüse schädlichen oxidativen Stress auslöst, der einen wichtigen zellulären Energiesensor namens AMPK außer Gefecht setzt. Dies führt zu einer schlechten Zellfunktion und einer verminderten Produktion von VEGFA, einem Protein, das für das Wachstum von Blutgefäßen unerlässlich ist.

Durch die chemische Hemmung des Zinktransports in die Zellen aktivierten die Forscher AMPK, verbesserten die Zellreifung und steigerten die Widerstandsfähigkeit gegenüber Sauerstoffmangelbedingungen. Entscheidend ist, dass diese Behandlung die VEGFA-Produktion über einen neuartigen Signalweg steigerte, der unabhängig von der üblichen Hypoxieantwort ist, und so eine bessere Integration in Blutgefäße förderte.

In Tiermodellen für Diabetes zeigten die zinkhemmenden Inseln deutlich verbesserte Überlebensraten, eine schnellere Blutgefäßbildung um die transplantierten Zellen sowie eine bessere Blutzuckerkontrolle im Vergleich zu unbehandelten Zellen.

Diese Voranpassungsstrategie könnte regenerativmedizinische Ansätze zur Diabetesbehandlung grundlegend verändern. Anstatt darauf zu warten, dass sich transplantierte Zellen an ihre neue Umgebung anpassen, können Wissenschaftler sie nun vorab auf die belastenden Bedingungen vorbereiten, denen sie ausgesetzt sein werden. Die Erkenntnisse könnten auch auf andere Organtransplantationsszenarien anwendbar sein, bei denen Sauerstoffmangel das Transplantatüberleben gefährdet.