Nebennierenzellen

Medizin am Abend Fazit: Forschern der TU Dresden gelingt Transplantation von Nebennierenzellen im Bioreaktor

Ist die Funktion der Nebenniere gestört, produziert sie nicht ausreichend
stressregulierende Stoffe. Die Folge sind schwere und oft
lebensbedrohliche Erkrankungen. Weil die Medizin bisher nur beschränkt
Hilfe bietet, entwickelten Forscher unter der Leitung von Prof. Dr. Stefan
R. Bornstein vom Universitätsklinikum Carl Gustav Carus gemeinsam mit dem
Medizinnobelpreisträger Prof. Dr. Andrew Schally im Tiermodell ein
künstliches Nebennierensystem. Dieses soll zukünftig beim Menschen die
Transplantation von Nebennierenzellen möglich machen. Davon profitieren
sollen Patienten mit Nebennierenversagen, aber auch angeborenen
Nebennierenkrankheiten wie dem Adrenogenitalen Syndrom.

Steht ein Mensch unter Stress, schüttet sein Körper Stressregulierer aus.
Das sind Cortisol, Adrenalin und Noradrenalin - Hormone und Botenstoffe -,
die regulierend in den Stoffwechsel eingreifen und so dem Organismus
helfen, die außergewöhnliche Belastung zu bewältigen. Cortisol hat hier
eine entscheidende Bedeutung für den Kohlenhydrathaushalt, den
Fettstoffwechsel sowie den Proteinumsatz. Produziert werden diese Hormon-
und Botenstoffe in den Nebennieren, die darum als zentrale Stressorgane
gelten. Durch eine Unterfunktion der Nebenniere, die sogenannte
Nebenniereninsuffizienz, vermindert sich die Produktion der
Stressregulierer und das normale Gleichgewicht im Stoffwechsel ist
gestört. Ein Zustand, der gravierende Folgen für die Gesundheit hat und
sogar lebensbedrohlich sein kann. Genauso verschlechtern angeborene
Störungen bei der Hormonbildung die Lebensqualität der Betroffenen
deutlich. Ein Beispiel ist der 21-Hydroxylasemangel, die häufigste Form
des Adrenogenitalen Syndroms, bei dem die Betroffenen eine starke
Vermännlichung aufweisen.

Bislang bietet die Medizin bei solchen Störungen nur eingeschränkt Hilfe:
„Die Therapie besteht derzeit im Ersatz der fehlenden Hormone“, sagt der
Nebennierenexperte Prof. Dr. Stefan R. Bornstein, Direktor der
Medizinischen Klinik III am Dresdner Universitätsklinikum. „Dies
entspricht aber nicht der komplexen und natürlichen Ausschüttung der
Hormone im Tagesverlauf.“ Die Dresdner Forscher setzen gemeinsam mit dem
amerikanischen Nobelpreisträger Prof. Andrew Schally - von der Miller
School of Medicine der University of Miami - auf einen anderen
Therapieansatz: Die Transplantation von hormonproduzierenden
Nebennierenzellen aus einem Spenderorgan. Nur sie könnte eine permanente
und damit natürliche Ausschüttung der Hormone möglich machen. Die Forscher
entnahmen Nebennierenzellen von Rindern, bereiteten sie in einem
aufwendigen Verfahren auf, um Lebensdauer und Funktion der Zellen zu
erhöhen, und transplantierten diese schließlich in Ratten. Das Experiment
gelang, die Zellen nahmen im Empfängerkörper die regelmäßige
Hormonproduktion auf.

Und auch der entscheidende nächste Schritt glückte: Die Forscher gaben die
Zellen vor der Transplantation in eine kleine Kapsel, ein künstliches
Nebennierensystem, das sie schließlich dem Empfänger einpflanzten. Der
Vorteil: Das künstliche System ― entwickelt von einem israelischen
Unternehmen ― macht eine Immunsuppression beim Empfänger überflüssig. Die
Kapsel schützt die Spenderzellen vor den Angriffen des Immunsystems, lässt
aber die Hormone durch die halbdurchlässigen Wände in den Körper des
Empfängers passieren.

Für Professor Bornstein ist damit ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum
künstlichen Nebennierensystem für den Menschen gelungen: „Unsere Vision
ist, dass Menschen zukünftig sogar Nebennierenzellen einer anderen Art
transplantiert bekommen, wie beispielsweise vom Schwein. Die Kapsel
schafft die biotechnische Voraussetzung dafür, denn sie trennt die
Spenderzellen vom Körper des Empfängers und überträgt ausschließlich die
für den Stoffwechsel wichtigen Hormone.“ Im Blick für eine zukünftige
Transplantation haben die Dresdner Patienten mit Nebenniereninsuffizienz,
aber auch mit angeborenen Krankheiten wie dem 21-Hydroxylasemangel.

Die Forschungsergebnisse aus Dresden wurden jetzt unter dem Titel
„Transplantation of bovine adrenocortical cells encapsulated in alginate“
in der renommierten Fachzeitschrift Proceedings of the National Academy of
Sciences, PNAS, veröffentlicht (doi:10.1073/pnas.1500242112).

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