Ein drahtlos gesteuertes Implantat, das überschüssigen Zucker im Körper mithilfe von Strom abbaut, könnte künftig eine neue Möglichkeit zur Behandlung von Typ-2-Diabetes eröffnen. In Versuchen mit Mäusen ist es Forschenden gelungen, den Blutzuckerspiegel mithilfe der Technologie zu senken. Auch beim Gewicht und bei bestimmten Blutfettwerten zeigten sich Veränderungen. Bis zu einer möglichen Anwendung beim Menschen sind allerdings noch wichtige Fragen zu klären.

Entwickelt wurde das System von einem Forschungsteam um Martin Fussenegger von der ETH Zürich. Die Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler im Fachjournal „Science“. Das Implantat wird unter die Haut eingesetzt und nutzt elektrische Energie, um eine chemische Reaktion auszulösen: Dabei wird Glukose, also Traubenzucker, in Glukonat umgewandelt. Der Stoff wird anschließend über die Nieren ausgeschieden.

Wie das Implantat den Blutzucker reguliert

Anders als bei herkömmlichen Diabetesmedikamenten setzt das Verfahren unmittelbar bei der Glukose an. Das Implantat enthält einen Katalysator aus gold- und platinhaltigen Nanostrukturen, der die chemische Reaktion ermöglicht. Die Energieversorgung erfolgt drahtlos.

Das System lässt sich zudem regulieren. Ein handelsüblicher Sensor misst kontinuierlich den Zuckergehalt in der Gewebeflüssigkeit. Überschreitet dieser einen festgelegten Wert, kann ein Smartphone das Implantat aktivieren. Sinkt der Wert wieder ausreichend, wird die Reaktion gestoppt.

In den insgesamt sechswöchigen Versuchen mit genetisch veränderten Mäusen, die sowohl an Typ-2-Diabetes als auch an Adipositas litten, sank der Blutzuckerspiegel. Die Tiere nahmen außerdem ab, und einige Blutfettwerte verbesserten sich. Die Forschenden beobachteten nach Angaben des Science Media Center Germany (SMC) keine Unterzuckerungen. In einem zusätzlichen Versuch testete das Team die automatische Steuerung zwölf Tage lang. Dabei wurde die Aktivität des Implantats anhand der kontinuierlichen Glukosemessung angepasst.

Experten sehen Potenzial – und offene Fragen

Fachleute bewerten den Ansatz grundsätzlich als interessant. Michael Roden, wissenschaftlicher Geschäftsführer des Deutschen Diabetes-Zentrums und Direktor der Klinik für Endokrinologie und Diabetologie am Universitätsklinikum Düsseldorf, hält das Prinzip für plausibel. Der sechswöchige Versuch im Mausmodell erscheine effektiv, erklärte er gegenüber dem Science Media Center.

Allerdings sei der Gewichtsverlust nicht ausschließlich positiv zu bewerten. Die behandelten Tiere hätten auch mehr freie Fettsäuren im Blut aufgewiesen. Zudem sei der Anstieg sogenannter Ketonkörper auffällig gewesen. Diese Stoffe entstehen beim Fettabbau. In hohen Konzentrationen können sie zu einer gefährlichen Übersäuerung des Blutes beitragen, einer sogenannten Ketoazidose. Roden sieht deshalb mögliche Einschränkungen für den Einsatz.

Andreas Birkenfeld, ärztlicher Direktor der Abteilung für Diabetologie, Endokrinologie und Nephrologie am Universitätsklinikum Tübingen, sieht die besondere Neuerung vor allem in der elektronischen Steuerung. Dass sich überschüssige Glukose aus dem Körper entfernen lasse und dadurch der Blutzucker sinke, sei grundsätzlich nachvollziehbar. „Was bei einer Maus funktioniert, muss noch lange nicht beim Menschen funktionieren“, betonte Birkenfeld laut SMC. Ein menschlicher Körper verfüge über ein wesentlich größeres Blutvolumen als eine Maus. Entsprechend mehr Glukose müsse das System verarbeiten.

Kein Ersatz für etablierte Diabetesbehandlungen

Auch Siegfried Ussar, Direktor der Abteilung Adipozyten und Metabolismus am Helmholtz Zentrum München, hält das Implantat für einen interessanten Ansatz. Er sieht eine mögliche Ergänzung zu bestehenden Therapien, weist aber darauf hin, dass die zugrunde liegende Insulinproblematik dadurch nicht behoben wird.

Ob die Technologie tatsächlich eine Alternative zu etablierten Medikamenten sein könnte, sei ebenfalls offen. Dazu müssten unter anderem Wirksamkeit, Sicherheit und Kosten verglichen werden.

In Deutschland leben rund 9,3 Millionen Menschen mit Typ-2-Diabetes. Bei dieser Erkrankung reagiert der Körper nicht mehr ausreichend auf Insulin, sodass der Blutzuckerspiegel dauerhaft erhöht sein kann. Zur Behandlung kommen unter anderem Medikamente wie Metformin, SGLT-2-Hemmer und GLP-1-Rezeptoragonisten zum Einsatz. Je nach Krankheitsverlauf kann auch Insulin notwendig sein.