Studenten der BU forschen an 3D-gedruckter Bauchspeicheldrüse für Diabetes Typ 1 Patienten

Ein Team von Studenten der Boston University forscht an einem Weg, mithilfe von 3D-Bioprinting eine künstliche Bauchspeicheldrüse aus Stammzellen herzustellen. Dieses Projekt könnte in Zukunft Patienten mit Typ-1-Diabetes helfen.

Die Bauchspeicheldrüse (Pankreas) ist verantwortlich für die Herstellung von Verdauungsenzymen und Hormonen (Insulin, Glukagon,…). Bei Diabetes Typ 1 werden die Insulin-produzierenden Zellen zerstört, was zu einer rasanten Erhöhung des Blutzuckerspiegels führt. Nun versucht ein junges Forscherteam aus Studenten der Boston University einen Weg zu finden, um eine künstliche Bauchspeicheldrüse mit den körpereigenen Zellen des Patienten (autologe Zellen) 3D zu drucken. Dies könnte Diabetes Typ 1 Patienten zu einem neuen Pankreas verhelfen.

Thomas Hays, ein Senior der BU, welcher in der Biomedizintechnik tätig ist, hat gemeinsam mit Kyle Reeser, einem Biomedizinischen-Ingenieur Studenten, und Sebastian Freeman, einem Doktoranden im selben Bereich, das 3D-Bioprinting-Projekt begonnen. In dem Prozess werden autologe Stammzellen entnommen, in Bauchspeicheldrüsenzellen differenziert und dann aufgeschichtet bis das 3D-Pankreasgewebe entsteht. Das fertige Organ kann danach in den Patienten implantiert werden. Da Zellen aus dem eigenen Körper als Aufbau-Material verwendet werden, ist das Risiko einer Ablehnungsreaktion des Immunsystems stark reduziert.

Hays sagte: “Es handelt sich im Wesentlichen um eine Schicht-zu-Schicht-Technik, bei der sich unterschiedliche 2D-Materialschichten überlappen, bis sie ein 3D-Produkt haben. Wir nahmen diese Technologie und wandten Bioprinting auf den Titel an. Sie nehmen verschiedene Materialien, verschiedene Zellen und schaffen ein Organ in diesem Sinne. Das Ziel ist es, eine Stammzelle zu nehmen, sie in eine Pankreaszelle zu differenzieren, oder welche Zelle auch immer du brauchst und sie dann in ein Reservoir zu stecken. Dann können sie das in 3D-Ebenen drucken, um das Organ zu schaffen. Man muss auch Vaskulatur haben. “

Das 3D-Bioprinten von weniger vaskulären Geweben (d.h. Gewebe mit weniger Blutgefäßen) ist viel einfacher als die Herstellung von komplexen, vaskularisierten Geweben wie Organen. Das bedeutet, dass es noch eine Weile dauern kann, bevor jemand ein volles 3D-Bioprint-Organimplantat erhalten kann. Hays schätzt, dass es mindestens ein weiteres Jahrzehnt der Forschung und klinischen Tests benötigen wird, bevor irgendwelche Gefäßorgane erfolgreich verpflanzt werden können.

Wenn dies jedoch gelingt, könnten besonders Patienten mit Typ-1-Diabetes – eine Krankheit, für die eine Bauchspeicheldrüsen-Transplantation eine wirksame Behandlung sein kann – am meisten profitieren.