Um den Erfolg einer Transplantation pankreatischer Inseln zu verbessern, bedarf es einer Qualitätsplattform, die zuvor die Funktionalität der Inseln und deren Sensitivität gegenüber Immunsuppressiva prüft. Dazu wird die Vitalität von isolierten Inseln auf einem bioelektronischen Sensorchip in Echtzeit gemessen.
Die Transplantation pankreatischer Inseln wird bei Patienten mit einer gravierenden Form des Typ I Diabetes mellitus eingesetzt. Die Erfolge in der Wiederherstellung der Insulinproduktion sind jedoch meist von kurzer Dauer. Zum einen gehen die Zellen nach der Transplantation zugrunde, zum anderen zeigen Immunsuppressiva eine unerwartete Inseltoxizität. Ziel dieses Projektes war, eine Qualitätsplattform zur Überprüfung der Funktionalität der isolierten Inseln vor der Transplantation zu erhalten, die zur Testung immunsuppressiver Medikamente dient. Auf bioelektronische Sensorchips wurden die Inseln dazu in Kultur gehalten und deren Stoffwechselaktivität in Echtzeit gemessen.
rechts: Messgerät für einen bioelektronischen Sensorchip (IMOLA)
Die primäre Funktionalitätskontrolle von isolierten Inseln und Inselzellen erfolgte zunächst mit dem Nachweis der Glukose-stimulierten Insulinsekretion durch Antikörper. Daneben wurden Inseln auf Sensorchips kultiviert, um die Stoffwechselaktivität mittels der Ansäuerungsrate und des Sauerstoffverbrauchs während der Stimulation kontinuierlich zu messen. Mit diesem Testsystem konnte somit die Wirkung von Immunsuppressiva getestet werden.
Weiterhin wurde mit Sensorchips die Vitalität von verschiedenen Zellen der Leber unter dem Einfluss der Immunsuppressiva gemessen. Um sich den physiologischen Bedingungen anzunähern, wurden Inseln mit Matrixproteinen und mit Entzündungsstoffen von immunologisch kompetenten Zellen kultiviert. Zur differenziellen Charakterisierung diente die Laser-Mikrodissektion, die es erlaubte, definierte Bereiche aus Inseln herauszuschneiden und molekularbiologisch zu analysieren. Insgesamt zeigte sich, dass die Kultivierung von isolierten Inseln auf bioelektronischen Sensorchips eine multiparametrische Analyse der Vitalität erlaubt, die zur Qualitätskontrolle geeignet ist und routinemäßig eingesetzt werden kann.
