Insulinpumpen
verbessern das Leben
vieler der 415 Mio. Diabetes
erkrankten Menschen auf der Welt
indem der Blutzucker überwacht
und Insulin gegeben wird,
und das ohne ständiges
Fingerpiksen und Bluttesten.
Diese kleinen Geräte bestehen aus
einer Pumpe und einer Nadel,
welche den Glucosegehalt misst,
Feedback an die Pumpe gibt,
und dann berechnet, wie viel Insulin
über die Nadel abgegeben wird.
Aber es gibt einen Haken:
sie sind temporär.
Nach einigen Tagen muss der Glucosesensor
entfernt und ausgetauscht werden.
Und nicht nur bei Gluscosemonitoren
und der Insulinpumpe gibt es das Problem,
sondern alle Körperimplantate,
zu verschiedenen Zeitpunkten.
Plastik-Knieprothesen müssen
nach etwa 20 Jahren ausgetauscht werden.
Andere Implantate, die z.B.
zu kosmetischen Zwecken genutzt werden,
erleiden das gleiche Schicksal
nach etwa 10 Jahren.
Das ist nicht nur ärgerlich:
es kann auch teuer und gewagt sein.
Dieses Ärgernis ist auf unser
Immunsystem zurückzuführen.
Geschliffen durch einige hundert
Millionen Jahre der Evolution,
sind diese Verteidigungsmechanismen
außerordentlich gut darin geworden,
Fremdkörper zu erkennen.
Unsere Immunsysteme stolzen
mit einer eindrucksvollen Auswahl
an Werkzeugen, um anzugreifen, abzufangen,
und zu zerstören, was ihrer Meinung nach
nicht dort sein sollte.
Die Folge der ständigen Überwachung ist,
dass unsere Körper nützliche
Implantate, wie Insulinpumpen,
mit dem selben Argwohn behandeln
wie schädliche Viren oder Bakterien.
Sobald die Insulinpumpe in die Haut
implantiert wurde,
löst ihre Anwesenheit eine sogenannte
"Fremdkörperantwort" aus.
Dies beginnt mit frei wandernden Proteinen
die sich an die Oberfläche
des Fremdkörpers anheften.
Jene Proteine beinhalten Antikörper,
die das neue Objekt neutralisieren wollen
und Signale senden, die weitere Zellen
zum Einsatzort rufen,
um den Angriff zu stärken.
Früh einsetzende entzündungshemmde Zellen,
wie Neutrophile und Makrophagen,
reagieren auf den Notruf.
Die Neutrophile setzen Granulat
gefüllt mit Enzymen frei,
die versuchen, die Oberfläche
der Insulinpumpe zu zerstören.
Makrophagen sondern auch Enzyme ab,
zusammen mit Stickstoff Radikalen,
die über die Zeit eine chemische Reaktion
zum Abbau des Objekts hervorrufen.
Falls es den Makrophagen nicht gelingt
den Fremdkörper bald zu erledigen,
verschmelzen sie und bilden ein Zellmasse,
die "Riesenzelle" genannt wird.
Gleichzeitig reisen Fibroblasten dorthin
um Schichten aus dichtem
Bindegewebe abzulagern.
Diese verschließen die Nadel,
welche für die Insulingabe
und zur Bestimmung
des Glukose evels gebraucht wird.
Über die Zeit baut sich ein Gerüst auf,
das eine Narbe um das Implantat bildet.
Die Narbe fungiert als
nahezu undurchdringliche Wand,
die anfangen kann,
wichtige Wechselwirkungen
zwischen Körper und Implantat
zu unterbinden.
Die Vernarbung eines Schrittmachers kann
die elektrische Übertragung unterbrechen,
die entscheidend für die Funktion ist.
Abgenutzte synthetische Kniegelenke
könnten Partikel abgeben,
die zu Entzündungen der Immunzellen
um die Bruchstücke führen.
Leider kann der Angriff des Immunsystems
auch lebensbedrohlich sein.
Dennoch finden Forscher Wege
um das Immunsystem auszutricksen
und das neue Gerät, das in das Gewebe
eingeführt wird, anzunehmen.
Wir fanden heraus, dass mit Chemikalien
und Drogen umhüllte Implantate
die Immunantwort hemmen können.
Diese machen die Implantate praktisch
unsichtbar für das Immunsystem.
Außerdem bilden wir auch Implantate
aus natürlichen Materialien,
in Beschaffenheiten, die Gewebe nachahmen,
damit der Körper
eine mildere Reaktion einleitet
als es für ein künstliches Implantat
der Fall wäre.
Einige medizinische Eingriffe
beinhalten Implantate
die entworfen wurden, um verlorenes
oder kaputtes Gewebe zu regenerieren.
In diesen Fällen können wir Implantate
so entwerfen, dass sie Stoffe beinhalten,
die bestimmte Signale freisetzen
und vorsichtig die Immunreaktionen
unserer Körper schneidern.
In der Zukunft, kann uns das Arbeiten
mit unserem Immunsystem helfen
bei der Entwicklung
kompletter künstliche Organe,
total -- integrierter Prothesen,
und selbstheilender Wundtherapien.
Die Behandlungen werden eines Tages
vielleicht die Medizin revolutionieren --
und verändern, für immer,
die Körper in denen wir leben.