Diabetologie und Stoffwechsel 2006; 1 - A79
DOI: 10.1055/s-2006-943804

Modulation der Ischämie-Resistenz humaner isolierter Langerhansscher Inseln

H Jahr 1, S Fast 1, RG Bretzel 1, M Brendel 1
  • 1Universitätsklinikum Gießen und Marburg, Standort Gießen, Medizinische Klinik und Poliklinik III, Gießen, Germany

Fragestellung: In den ersten Tagen nach der Inseltransplantation sind die Inselzellen einer massiven Ischämie ausgesetzt, die wesentlich zur frühen Reduktion der transplantierten Beta-Zell-Masse beiträgt. Ziel unserer Untersuchungen war es festzustellen, welchen Einfluss die Zusammensetzung des vor der Transplantation angewendeten Kulturmediums auf das Überleben humaner Inseln in einem Transplantationsmodell hat und ob eine Korrelation zur Hypoxie-Resistenz der Inseln in vitro besteht.

Methodik: Definierte Aliquots aus Präparationen isolierter humaner Inseln wurden 4 Tage in verschiedenen Medien kultiviert und dann unter die Nierenkapsel von normoglykämischen Nude-Mäusen transplantiert. Für die Hypoxie-Experimente wurden 2 Tage vorkultivierte Inseln für weitere 2 Tage in sauerstoffarmer Atmosphäre (5% CO2, 2% O2, 93% N2) kultiviert; dann wurde die Vitalität der Inselzellen mit Fluoreszenzindikatoren für apoptotische und nekrotische Zellen bestimmt.

Ergebnisse: In serumfreiem CMRL-Medium kultivierte Inseln wurden durch Hypoxie nahezu vollständig zerstört (Viabilität <10%, n=5). Wesentlich besser war das Überleben der Inseln bei hypoxischer Kultur in serumfreiem AIM-V-Medium (75±13%, n=5) oder in TCM-199/5% FCS (82±17%, n=5). Bei Kultur unter normalem Sauerstoffdruck betrug die Inselviabilität dagegen einheitlich >95%, unabhängig vom verwendeten Kulturmedium. In den 8 Tage nach der Inseltransplantation entnommenen Mäusenieren lagen die Insulingehalte bei 0,30±0,05 (n=4), 1,10±0,31 (n=4) und 1,23±0.17 (n=3)µg Insulin/Niere wenn die gleichen Ausgangsmengen an Inseln (500 IEQ) in CMRL, AIM-V oder TCM-199/5%FCS vorkultiviert worden waren (unter Normalatmosphäre). Die entsprechenden Human-C-Peptid-Werte im Mäuseserum unmittelbar vor Nierenentnahme betrugen 0,39±0,14; 0,80±0,27 und 3,25±0,42 ng/ml.

Schlussfolgerungen: Die hier beschriebenen in vitro- und in vivo-Untersuchungen zeigen, dass die Zusammensetzung des die Inselzellen umgebenden Milieus einen entscheidenden Einfluss auf deren Suszeptiblität gegenüber hypoxischer Zellschädigung haben kann.