Mensen met type 1 diabetes kunnen op verschillende manieren insuline toedienen. Toch lijkt geen enkele aanpak echt op wat er gebeurt in een gezond lichaam. Gentherapie is mogelijk dé manier om zo dicht mogelijk in de buurt te komen van 'normaal'.
Preklinische testen met gentherapie bij type 1 diabetes vinden al twintig jaar plaats in verschillende laboratoria. Prof. dr. Hans Sollinger is arts en hoogleraar Chirurgie op het gebied van nier- en pancreas-chirurgie op de afdeling Transplantatie aan de Universiteit van Wisconsin. Hij vertelt over zijn werk van de afgelopen jaren.
"Ik heb zoveel over gentherapie voor zeldzame ziekten geschreven dat ik weinig aandacht heb besteed aan het gebruik ervan bij veelvoorkomende ziekten. Het aanpakken van een auto-immuunreactie blijkt moeilijker dan het vervangen van een enzym met gentherapie."
Minimalistisch
Sollinger en zijn collega's noemen de gentherapie een 'minimalistische' behandeling. Ze creëren niet méér bètacellen, die wellicht dezelfde auto-immuunreactie oproepen. Met gentherapie kunnen wetenschappers andere cellen herprogrammeren, zodat zij de taak van de bètacellen uit kunnen voeren.
Doordat het hierbij gaat om andere celtypen, zal het immuunsysteem deze cellen niet aanvallen. Deze andere cellen hebben enkel de genetische informatie van de bètacellen in de alvleesklier nodig, om de taak van de bètacellen over te nemen.
Geschikt?
Hepatocyten zijn de cellen die wetenschappers op het oog hebben voor deze belangrijke taak. Het zijn de meest voorkomende levercellen. Waarom hepatocyten het meest geschikt zijn, is ingewikkeld. Kort gezegd:
- De lever en pancreas komen uit dezelfde embryolaag.
- Leverceloppervlakken brengen geen auto-immuunreactie teweeg.
- Hepatocyten zijn gewend om eiwitten te maken.
- Voor voldoende insulineproductie hoeven waarschijnlijk maar weinig cellen aangepast te worden.
- Hepatocyten reageren van zichzelf al op verandering in de glucoseconcentratie. Er zijn maar een paar celtypen die dit naast een andere taak al doen en de levercellen zijn het best in deze combinatie.
Onderzoek met ratten
Voor het onderzoek gebruiken de wetenschappers momenteel ratten die een medicijn krijgen dat bètacellen vernietigt. Zo wordt type 1 diabetes gefingeerd. Vervolgens doen de wetenschappers onderzoek naar 'glucoseregulerende insulineproductie door de lever op basis van gentherapie', zoals het onderzoek officieel heet.
In een publicatie van wetenschappers in PLOS ONE wordt beschreven hoe dit in zijn werk gaat. De ratten krijgen een menselijk pro-insuline-gen, als onderdeel van een stukje DNA. Dit bundeltje bevat ook een enzym dat pro-insuline knipt: de 'tolk' om de levercellen tot insulineproductie aan te zetten.
Besturing
Daarnaast zitten er besturingsstukken in: deze vereenvoudigen of versterken de insulineproductie. Deze besturingsstukken voor het DNA werken enkel in levercellen. Ze moeten ervoor zorgen dat de cellen voldoende insuline gaan produceren om de bloedsuikerspiegel te verlagen.
Daarnaast is het 'stukje DNA' zo gemaakt dat het geen chromosomen toevoegt. Dit is belangrijk om te voorkomen dat zich kankerpromotorgenen vormen in het lichaam. In het verleden vormde dit vaak een probleem in proeven met gentherapie.
Eenvoudige injectie
Het onderzoek met ratten is succesvol: binnen drie kwartier na de gentherapie stabiliseerde de bloedsuikerspiegel van de ratten in het experiment. Prof. dr. Sollinger voegt daaraan toe: "Ook na één jaar hadden de dieren nog een perfectie glucoseregulatie. Dat alles enkel met een eenvoudige injectie in de staartader .
Ook op andere plekken blijkt gentherapie succesvol. Het team van arts-onderzoeker Matthias Elsner van de Hannover Medical School en de onderzoekers rondom arts-onderzoeker Peter Thule van de Emory University behaalden vergelijkbare resultaten in hun onderzoek.
Voldoende insuline?
Voor een klinisch effect, dat ook bij mensen resultaat heeft, zou slechts twee procent van de levercellen het middel op moeten nemen. Maar verder onderzoek met grotere diermodellen moet hier meer inzicht ingeven. Of gentherapie in deze vorm zorgt voor voldoende insuline bij mensen, kan nog niet gezegd worden.
PharmaCyte Biotech Inc. zal hiervoor studies gaan uitvoeren met een bio-kunstmatige alvleesklier. Deze alvleesklier bestaat uit ingekapselde menselijke levercellen die insuline afscheiden.
De aanpak is gebaseerd op eerder onderzoek van dr. Ann Simpson van de University of Technology in Sydney. Zij ontwikkelt al meer dan twintig jaar lang gentherapie bij ratten die zelf type 1 diabetes hebben.
Dringend onderzoek
Een betere behandeling, het voorkomen en het genezen van type 1 diabetes is hard nodig. Onderzoek naar deze auto-immuunziekte is dan ook dringend van belang.
Gentherapie zou een goede oplossing kunnen zijn van type 1 diabetes. Daarnaast is deze behandelmethode kosteneffectief: waarschijnlijk zijn weinig behandelingen nodig, veroorzaakt het geen afstoting en is een chirurgische ingreep overbodig.