Month: December 2018

Closer a cure for autoimmune diabetes
Closer a cure for insulin dependent diabetes? Well, not close but progresses within stem cells have been made 2018, and researchers are making progresses continuously. In humans, without immunosuppression – which is a key for a viable cure. Over time we take baby steps, even though it´s sometimes are two steps ahead and one back. To cure people with insulin dependent diabetes there are many challenges, as I wrote a few days ago 1. A cure for all people and not for a subgroup of people for some reason, must restore insulin secretion, we must know what causes the autoimmunity and solve it, and we don´t want to use immunosuppression (anti-rejection drugs). Of course, it must be safe and well tolerated, not tumorigenic (rocket science), preferable not a solution that must be repeated that often (as sometimes todays donor transplants of islets) and naturally, that can mimic the healthy pancreas in case of insulin secretion, but perhaps as well other hormones is needed even though those are not affected of the autoreactive attack (only beta cells are destroyed, even though located in the same islets). Mice are cured ~500 times by now and research needs funding to proceed to humans, even if experimental. It might be so that when we see a cure, it´s step by step, meaning first a solution for people with severe complications or hypoglycemic unawareness for example.
Recently a new star popped up in the race for a cure, that have deliberately been under the radar for the past five years. A private company, Seraxis, that has cured mice. Mice are not human, but their idea is very exciting. This is a small review of the most promising project within stem cells and where we are.
WHAT ARE STEM CELLS?
There is no doubt for my Swedish followers that I have the biggest faith in stem cells, even though much still are unknown.
Cells are the key to our bodies functionalities and ensure that our heart beats, brain works fine, the kidneys rinse´s our blood etc etc. Stem cells are the origin of these specialized cells and stem cells are not yet specialized. You find stem cells in embryos and in human, and in humans there are stem cells in the bone marrow, in the nervous system, brain, umbilical cord, in the amniotic fluid, the teeth etc. The main duty for the stem cells are to replace damaged tissue and replace dead cells with new ones. Stem cells are kind of our guards that try to make sure we are healthy and protect us to age prematurely. Every organ has their own unique type of stem cells, 2.
Why they are of such an interest for medical research, as well as for diabetes, are:
“Stem cells are distinguished from other cell types by two important characteristics. First, they are unspecialized cells capable of renewing themselves through cell division, sometimes after long periods of inactivity. Second, under certain physiologic or experimental conditions, they can be induced to become tissue- or organ-specific cells with special functions.” 3.
The idea to restore insulin production is to be able to produce new insulin-producing beta cells and put them in people with lack of beta cells. Since we can control the fate of the reprogramming of stem cells, and have unlimited resources due to the capacity to divide, stem cells holds a great potential.
DIFFERENT KINDS OF STEM CELLS
The stem cells that are of most interest as potential cure for insulin dependent diabetes are hESC (human embryonic stem cells) and iPSC (induced pluripotent stem cells). A common myth about hESC is that they are derived from a woman´s body, this is not the case. Today there are three main sources of hESC (4):
- Cell lines that already exist.
- Spare embryos left over from fertility treatment.
- Custom-made embryos created by somatic cell nuclear transfer (SCNT), the technique used to create the sheep Dolly.
Induced means affect and make something happens, pluripotent means “having the ability to give rise to all of the various cell types of the body.” (5). The idea of using iPSC is to avoid immunosuppression or using low dose, since the iPSC´s can be our own cells, and there is still a ethical dilemma with hESC.
There are many other stem cells but this article is about hESC and iPSC.
HISTORY
In 1962 Sir John Gurdon cloned a frog, and his pioneering work showed for the first time that a mature and specialized cell can return to an immature state, contrary to popular belief. His work showed that a mature cell keeps genetic information needed to form all types, even though it´s specialized. (6)
In 2006, Shinya Yamanaka and colleagues shocked the world when they managed to convert first mouse cells and the year after, human skin cells to iPSC. (7)
The importance of these guys research is enormous, and they shared the Nobel Prize in medicine in 2012 (8).
DIFFERENTIATION, OR REPROGRAMMING
Differentiation is a several steps process that specialize a cells functions. This is made in a dish in a lab and is a very advanced technology. Simplified, genes are first added to the specialized cell and within a few weeks the cell is converted to an iPSC. Researchers are working hard to try to control the differentiation, and there are some open protocols available (“recipes”) how to decide the fate of the cell.
PRACTICAL USE
Stem cells was have been used as treatment since decades, not common though. The first known use of stem cells is a bone marrow transplantation in 1968 2. The potential is huge and stem cells may in the future be used for several incurable diseases. Unfortunately this has led to a million dollar industry in some countries, most well-known are Mexico with several clinics (long and great article by San Francisco Chronicle from August 2018 “None of the treatments the clinics offer have been shown to be safe or effective. None have been approved by the FDA. They’re not backed by decades of laboratory and animal studies or by rigorous testing in humans.” (9).
Diseases that in the future might be treated by stem cells are i.e. heart disease, Parkinson’s, neurological diseases, multiple sclerosis etc etc.
Negative with iPSC is that it´s very expensive to individualize iPSC´s for every human. Yamanaka said 2017 (10), one line for one patients can cost up to one million dollar, which have led to that Japan is creating a iPSC-bank with “super donors”. This is done at other places as well. So even though iPSC are promising, perhaps we must use encapsulation anyhow.
TRIALS
HARVARD/SEMMA
First paper that got huge global attention was Professor Douglas Melton in October 2014, 11. It took Doug 15 years to turn hESPC to beta cells. Interesting was that he and his team cured mice (yes, still not humans) with both hESC and iPSC. This was cited all over the world, I think I personally saw 200 articles. For Sweden, I spread this myself to National Diabetes Association, researchers and newspapers. We need attention to get funding.
After the progress in 2014 Doug and his team in 2016 reported progress in differentiation from iPSC, a process taking approximately six weeks. After repeated trials they kept the cells in the mice for 174 days. Picture A shows a glucose in healthy mice vs diabetes induced, picture B is an intravenous glucose tolerance test performed 174 days after transplantation and C is C-peptide (12):
Later 2016 they showed more details and the glucose responsiveness was low of about 35%, a functional islet of Langerhans has ~200% according to Swedish Professor Per-Ola Carlsson. Still very interesting result 13.
Doug is working on using a pouch to protect the cells from the immune system that would allow nutrients in and insulin out. An article in Nature March 2018 said he expect to start clinical trials within three years (14). Doug has started Semma Therepeutics to commercialize the solution if it works. Semma has got huge donations, as well from the industry within diabetes (Big Pharma? Not really: 15, 16). Semma is named after Dougs two children, Sam and Emma, who both have autoimmune diabetes since many years. It´s been quiet for a while from the team, I assume we soon will get an update.
VIACYTE
Soon after Melton et als work, Viacyte from San Diego started a human clinical trial with their capsule VC-01, today named PEC-Encap, using hESC that develops to functional beta cells after they are put in their capsule. I shared this exciting news everywhere in Sweden, this was the first trial with hESC derived beta cells as a potential cure for insulin dependent diabetes, the third with hESC approved in approved in USA and the sixth in the world by then. 19 patients were included with two different versions of PEC-Encap (sizes), VC-01-20 and VC-01-250. Low levels of engraftment due to a foreign body giant cell response was observed but the cells survived, proliferated and matured to cells capable of producing insulin and other hormones (17). The trial was paused and improvement has been made as Viacyte is making product improvements in collaboration with W.L. Gore & Associates. In September 2018 Swiss CRISPR Therapeutics and Viacyte announced a collaboration for gene-edited stem cell therapy (18), and in November Viacyte communicated commitments of $100M for their attempts to drive forward (19). The idea is to find a therapy that does not require immunosuppression.
MIT/SIGILON
Two persons involved in Doug Meltons work later was Professor Daniel Andersson and Professor Robert “Bob” Langer from MIT Koch Institute. They were involved in the development of the encapsulation, and had for years tried 774 different alginates (hydrogel from brown algae) to find a protective material that provide sufficient oxygenation as well as allows nutrients moving through the “membrane”. Summer 2017 these two guys co-funded Sigilon Therapeutics, it seems they continue on their own and not with Dougs team (20). Interesting is that Eli Lilly, again a company that should have much too loose from a functional cure (how was it with Big Pharma, again….?) invested heavily in the company. “Sigilon will receive an upfront payment of $63 million, an equity investment, and more than $400 million in milestone payments to take the Afibromer devices containing stem-cell-derived pancreatic beta cells through clinical trials.” 21
In August 2018 the researchers showed very promising results in macaques. They tried seven of the capsules that worked well in mice, and the main purpose was to avoid immunosuppression. After earlier trials in mice they saw that macrophages attack and impact the islets, which has led to inflammation. They tried different locations, and tried to avoid the importance of insufficient oxygenation and need for nutrients. They chose macaques without diabetes to avoid hyperglycemia induced insulin resistance, and also to avoid the metabolic profiles between macaques and humans. Macaques needs four times as much insulin vs humans to maintain normal glucose levels. They used islets from macaques, not stem cell derived islets, to see eventual anti-rejection. They retrieved islets 1 and 4 months after transplantation, and they found one capsule (Z1-Y15) that worked better than the others. After 1 month the cell viability in that capsule was 93% and after 4 months 90%. The picture below shows the islets at transplantation in four non human primates (A), after one month (B) and in three of the macaques after four months (C):
They wrote; “Encapsulated islets from one primate (CN8800) were retrieved at 4 months and presented with fibrosis and non-viable islets. At the time of transplantation, this same lot of encapsulated islets was also transplanted into a separate primate (CN8801) that yielded viable islets without fibrosis when retrieved at 4 months. These distinct results using the same lot of material/islets lead us to hypothesize that the cause of fibrosis in the one primate may be related to undocumented differences in the transplant procedure or to natural animal variability when using non-inbred NHP models.”
The researchers have performed a small study but with a great result. The islets remains glucose responsive during a long period and without immunosuppression. It´s non human primates without diabetes, but more alike humans than mice. They found that omentum seems to be the best placement. In August when I wrote an article about this at my Swedish blog, I asked Professor Daniel Anderson a few questions:
- Is it the same sphere that you used together with Doug Melton in 2016? (22) Professor Anderson: Yes.
- I assume this is not only considered for a selected subgroup of patients? Professor Anderson: Our hope is to use islets derived from stem cells to treat patients. I’m hopeful this will be done by our company Sigilon in collaboration with Eli Lilly.
- What is next step for you? Humans with similar approach or NHP with stem cells? Professor Anderson: We are working both to take the technology to humans, and to improve it further.
I asked if they continue to collaborate with Doug Melton or on their own, I didn´t get an answer on that one.
The paper from August 2018 23.
BETA O2
Professor Per-Ola Carlsson at Uppsala University performed a study in humans, published last year, with an encapsulation (also alginate) from Israeli Beta O2 – without immunosuppression. Read here why this is not necessary 24. Initially the plan was to enroll eight participants but it ended with only four, all have had autoimmune diabetes at least 30 years. All got one encapsulation except from one patient who got two, and they kept it 3-6 months. Every patient got two ports to deliver oxygen with a machine once a day, and the islets were from donors – not stem cells. The result below, A is C-peptide, B is A1c and C is insulin need:
At first sight it looks negative but it is experimental to evaluate safety and acceptance of the body. Insulin secretion and glucose regulation didn´t work properly, but the capsule was safe and quite well tolerated by the body and the cell survival was good. As far as I know this is the first study with a capsule in humans with autoimmune diabetes that haven´t used immunosuppression. Study here 25.
SERNOVA
Sernova Corporation is a company from London, Ontario Canada (quite cool that London is also the birth place of insulin, where Frederick Banting got the idea almost 100 years ago). Sernova has a cell pouch sized as a credit card where beta cells can be placed. The cell pouch is thought to be well accepted of the body and the implantation is a simple procedure, just under the skin. They have done smaller studies in animals with great results, and got FDA approval for a study in humans end of 2017. Sernova enrolled first patient 20th of December 26. Sernova believes anti-rejection drugs is not necessary, or very low dose. I asked them for a Swedish article Spring 2018 how they plan to do in this study, and they replied that anti-rejection drugs will be given to patients at latest three weeks after start and continue for three weeks. Safety first of course. Cell pouch will first be tested in patients with hypoglycaemia unawareness in six months. At this point a decision will be made with regards to the transplant of a second islet dose with subsequent safety and efficacy follow up. The study is conducted at University of Chicago and they will use donor islets. Technology here 27, they got some local media attention this Spring 28.
DRI
Diabetes Research Institute in Miami have several great researchers. A few days ago, they actually posted that their director, Dr. Camillo Ricordi, was recognized as the world’s leading expert in islet transplantation 29. DRI has developed a BioHub which is very interesting but still experimental, like a mini organ 30. The considered site in the body is similar as to what Sigilon-researchers found in their latest study, the omentum. They have a FDA approval for a phase I/II study where they will use donor islets and anti-rejection drugs, and place their biologic scaffold in omentum.
DRI has tested the BioHub in three patients, under development searching for the best site and the best material. In 2015 Wendy Peacock with long-term diabetes was the first to receive the BioHub. She have had autoimmune diabetes since she was 16 years old and within 17 days post transplantation she got off insulin, but according to some articles she still need certain control of diet and exercise. In the end of 2015 a 41 year old man in Milan, Italy, with diabetes since age 11, was the second to receive a BioHub. 31. The third is unknown and DRI replied to me “we are not aware of how many patients outside DRI that might have had this procedure”. Still, these patients take immunosuppressive drugs so not a viable cure. DRI has though a very interesting solution.
SERAXIS
A few weeks ago I got very surprised. I have followed *everything” within diabetes research globally for years, and discussed many papers with several researchers around the world. If any specific area, that would be stem cells. So I wondered, how could I possibly have missed Seraxis, present in USA and Singapore? I told them, when I asked them some questions regarding their papers, and they replied “We have deliberately remained under the radar for the past 5 years in order to avoid losing focus from our goal of finding a therapy. With big media attention comes sometimes a lot of “distractions” that we wanted to avoid. However, we feel we have reached a point in our development where we will need to work with partners to be able to make SR-01 a reality for patients.”
What they have done as a different to all above projects and others I don´t mention, who in case of iPSC start with skin cells in the differentiation process, Seraxis managed to take islets from one single human and re-programmed them to iPSC-state. These cells are characterized and are banked and can differentiate into human islets when they need them, a process that takes about 28 days. As I wrote above, if manage to re-program to iPSC-state the source is unlimited due to the capacity of cell division.
Carole Welsch, Ph.D., M.B.A and Chief Business Officer at Seraxis, told me that their differentiation protocol is more efficient than many others, I can´t judge about that. They claim their cells have a better response profile to glucose, and interesting is that they have their own biomedical device which they call SeraGraft, that carry the cells. SeraGraft is ~12 x 12 cm and very thin, and Seraxis as well use the omentum as a transplant site. SeraGraft doesn´t stimulate fibrosis and immune reaction, very important, but this is still in mice so remains to be confirmed in humans. I asked for more details about SeraGraft but Carole can´t disclose that. SR-01, Seraxis cells and SeraGraft together, doesn´t need anti-rejection drugs, indeed intriguing. Carole responded on some of my questions;
“Because these cells are fully matured, they do not have tumorigenic potential, a fact proved by animal studies. In addition, the encapsulation does prevent any escape of the mature cells away from the implant site. Lastly, even if the cells were outside of the device, the host immune system would recognize and destroy these allogeneic cells, unlike with autologous cells. This is a fail-safe plan and is stringently evaluated to meet regulatory requirements to treat otherwise healthy human patients.”
If the above is confirmed in primates or humans that is huge. One thing that makes me curious, the fact that they started with islets, does that ensure the higher quality? Even though the cell is forced back to a stem cell, do they have a memory what they once were? I asked Carole; “Our cells, which were derived from islets, could remember where they came from and more easily return to that state. We haven’t demonstrated this experimentally.” It might be so, still to be proven. Interesting is that seventy-four lines were derived from the humans donor islets but only two robustly expressed makers of pancreatic fate after differentiation. Seraxis is currently working on a fund raise to complete studies needed to go to FDA and search approval for a human trial. More papers will be published 2019, will be very interesting to follow. This is a picture and comparison with human islets and Seraxis cells:
In November Seraxis published a review (32) where they comments status of today, and that they see this method replace current transplants with donor cells. “Initially inclusion/exclusion criteria for stem cell‐derived islets will be similar to those for cadaveric islet transplantation, until the risks and benefits are better understood. Demonstrated safety and efficacy with stem cell‐derived islets is likely to lead to islet transplantation offered to a larger population of patients with type 1 diabetes than currently treated with cadaveric islets.”
Site 33.
One paper 34.
SUMMARY
The final word above from the new review summarize status in general quite well, small steps, safety first. iPSC is very exciting for many diseases but still unknown. Actually it´s tested recently in humans for the first time, after a trial in patients with age-related macular degeneration (AMD) halted in Japan 2014. The researchers found “genetic abnormalities” in the cells at one of two study participants, and they were only implanted at one of the persons. As a first human trial I think it was a very positive result later though “…did not improve a patient’s vision, but did halt disease progression” (35, 36, 37). The second application approved for patients Spring 2018, for people with heart disease (38).
Much are unknown with iPSC as well as hESC, and the potential as a cure for autoimmune diabetes. Other interesting projects are ongoing around the world, stem cells are most promising according to me. We will see a cure, not close in time though. Many hurdles remains. Diabetes research needs funding, start with reading this article, share it and donate. Thanks.
Merry Christmas and a Happy New Year.
References:
- http://www.diabethics.com/science/beta-cell-proliferation/
- https://ki.se/en/research/now-stem-cells-will-build-our-health
- https://stemcells.nih.gov/info/basics/1.htm
- https://www.eurostemcell.org/origins-ethics-and-embryos-sources-human-embryonic-stem-cells
- https://stemcells.nih.gov/sites/all/themes/stemcells_theme/stemcell_includes/glossary.html#ips
- https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/gurdon/facts/
- https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/yamanaka/facts/
- http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2014/stem-cells-a-brief-history-and-outlook-2/
- https://projects.sfchronicle.com/2018/stem-cells/clinics/
- https://blog.cirm.ca.gov/2017/01/17/has-the-promise-of-stem-cells-been-overstated/?fbclid=IwAR2rzcy3O-2qoeBxTBUOY5VF-zOiH4T2i3eNg8qjDJBBjSwwR4P-mvmFSlc
- https://www.cell.com/abstract/S0092-8674(14)01228-8
- https://www.nature.com/articles/nm.4030
- https://www.easd.org/virtualmeeting/home.html#!resources/differentiation-of-functional-human-insulin-producing-stem-cell-derived-beta-cells-from-ips-cells
- https://www.nature.com/articles/d41586-018-03268-4
- http://www.semma-tx.com/media1/semma-therapeutics-announces-44-million-in-funding
- https://www.businesswire.com/news/home/20171130005498/en/Semma-Therapeutics-Raises-114-Million-Series-Financing
- https://viacyte.com/archives/press-releases/two-year-data-from-viacytes-step-one-clinical-trial-presented-at-ada-2018
- http://www.globenewswire.com/news-release/2018/09/17/1571656/0/en/CRISPR-Therapeutics-and-ViaCyte-Announce-Strategic-Collaboration-to-Develop-Gene-Edited-Stem-Cell-Derived-Therapy-for-Diabetes.html
- https://viacyte.com/archives/press-releases/viacyte-secures-80-million-financing-to-advance-functional-cures-for-insulin-requiring-diabetes
- https://www.prnewswire.com/news-releases/flagship-pioneering-launches-sigilon-therapeutics-to-advance-afibromer-encapsulated-cell-therapies-300477188.html
- http://news.mit.edu/2018/sigilon-therapeutics-living-drug-factories-insulin-diabetes-0517
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4825868/
- https://www.nature.com/articles/s41551-018-0275-1
- http://beta-o2.com/immune-protection/
- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ajt.14642
- https://www.sernova.com/press/release/?id=250
- https://www.sernova.com/technology/
- https://london.ctvnews.ca/video?clipId=1412262
- https://www.facebook.com/DiabetesResearchInstitute/posts/10156040086829016
- https://www.diabetesresearch.org/BioHub
- https://www.diabetesresearch.org/first-type-1-diabetes-patient-in-europe-is-free-from-insulin-after-DRIs-BioHub-transplant-technique
- https://stemcellsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sctm.18-0156
- http://seraxis.com
- https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0203126#sec024
- ttps://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa1608368, https://www.nature.com/news/japanese-man-is-first-to-receive-reprogrammed-stem-cells-from-another-person-1.21730?WT.mc_id=TWT_NatureNews&fbclid=IwAR3-baZMhz3phXZ0AN2zDIDYn-CLTw_mokrAVyJVf1ETnWUaBAhhTuJlkp8, https://www.sciencemag.org/news/2017/03/cutting-edge-stem-cell-therapy-proves-safe-will-it-ever-be-effective?utm_source=sciencemagazine&utm_medium=facebook-text&utm_campaign=ipstest-11780&fbclid=IwAR261AO-tr5XyvBpxZ7WDbTm4HGKqDx96V-aMo36TglK7CAt9uen2xGc_Sg
- https://www.nature.com/news/japanese-man-is-first-to-receive-reprogrammed-stem-cells-from-another-person-1.21730?WT.mc_id=TWT_NatureNews&fbclid=IwAR3-baZMhz3phXZ0AN2zDIDYn-CLTw_mokrAVyJVf1ETnWUaBAhhTuJlkp8
- https://www.sciencemag.org/news/2017/03/cutting-edge-stem-cell-therapy-proves-safe-will-it-ever-be-effective?utm_source=sciencemagazine&utm_medium=facebook-text&utm_campaign=ipstest-11780&fbclid=IwAR261AO-tr5XyvBpxZ7WDbTm4HGKqDx96V-aMo36TglK7CAt9uen2xGc_Sg
- https://www.nature.com/articles/d41586-018-05278-8?utm_source=fbk_nr&utm_medium=social&utm_campaign=NNPnature&fbclid=IwAR0RfsFu7NV0kZaEFValCnZxSjspzoP4FI8cq4TTXOI-3hrW5TwIE22CLvg
Hans Jönsson
Diabethics
https://www.facebook.com/diabethics
https://www.instagram.com/diabethics
Närmare ett botemedel för autoimmun diabetes? Inte nära men flera framsteg med stamceller har gjorts under i flera år och inte minst under 2018. På människor, utan immunosuppressiva läkemedel (avstötningsmedel– en nyckel för att funktionellt botemedel. Sett över tid tar vi kliv framåt, även om det emellanåt är två steg fram och ett bakåt. För att bota människor med insulinbehandlad diabetes är det många utmaningar, som jag skrev för ett par dagar sedan 1. Ett botemedel för alla, och inte en liten grupp av människor av någon anledning, måste återställa insulinsekretionen, vi måste veta vad som orsakar autoimmuniteten och lösa det problemet, och det kan inte innefatta immunosuppression. Givetvis, det måste vara säkert, tolereras av kroppen, inte tumörogent (kärnfysik), föredragsvis en lösning som inte måste upprepas ofta (som exempelvis dagens ö-cellstransplantationer) och naturligtvis, som kan efterlikna en frisk och fungerande bukspottskörtel med insulinfrisättning, men kanske även andra hormoner även om de cellerna inte angrips i det autoreaktiva angreppet (endast betaceller angrips, trots lokaliserade i samma cellöar). Möss är botade ~500 gånger och diabetesforskningen behöver medel för att gå vidare till humanförsök, även experimentella. Det kan komma bli så att då vi ser ett botemedel, så är det steg för steg, med betydelsen först för människor med allvarliga komplikationer eller omedvetna hypoglykemier exempelvis.
Nyligen poppade en ny stjärna upp i kapplöpningen för ett botemedel, som bokstavligt har gått under radarn senaste fem åren. Ett privat företag, Seraxis, som har botat möss med diabetes. Möss är inte människor, men deras idé är väldigt spännande. Det här en liten översiktsartikel över de mest spännande projekten inom stamceller och var vi står idag.
VAD ÄR STAMCELLER?
På min blogg har jag en uppsjö av artiklar i ämnet, samlade under taggen/kategorin stamceller, här 2.
Celler är nyckeln till våra kroppars funktioner och säkerställer att vårat hjärta slår, hjärnan fungerar, att njurarna renar vårt blod etc etc. Stamceller är ursprunget till dessa specialiserade celler och stamceller är inte ännu specialiserade. Stamceller finns i embryon och hos människor, och hos människor finns de i benmärgen, nervsystemet, hjärnan, navelsträngen, fostervattnet, tänderna etc. Huvudsaklig uppgiften stamceller har är att ersätta skadad vävnad och ersätta döda celler med nya. Stamceller är en slags väktare som försöker se till att vi är friska och skyddar oss mot att åldras för snabbt. Alla organ har sin egna unika typ av stamcell 3.
Varför de är av sådant stort intresse för medicinforskning, likväl för diabetes, är:
“Stem cells are distinguished from other cell types by two important characteristics. First, they are unspecialized cells capable of renewing themselves through cell division, sometimes after long periods of inactivity. Second, under certain physiologic or experimental conditions, they can be induced to become tissue- or organ-specific cells with special functions.” 4
Idén med att återskapa insulinproduktionen är att ta fram nya insulinproducerande betaceller och sätta tillbaka dem hos människor som saknar dessa. Eftersom vi kan bestämma ödet av omprogrammerade stamceller, och har obegränsad tillgång genom deras möjlighet att dela sig oändligt många gånger, så är potentialen stor.
OLIKA TYPER AV STAMCELLER
De stamceller som är av störst intresse för ett presumtivt botemedel för insulinbehandlad diabetes är hESC (humana embryonala stamceller) och iPSC (inducerade pluripotenta stamceller). En vanligt förekommande myt om hESC är att de har tagits från en kvinna, så är inte fallet. Idag finns tre källor till hESC (5):
- Cellinjer som redan existerar.
- Överblivna embryon från IVF-behandling.
- Framtagna embryon genom så kallad somatisk cellkärneöverföring (SCNT), tekniken som användes för att skapa fåret Dolly.
Inducerad betyder att påverka att något sker, pluripotent betyder “ha förmågan att bli vilken cell som helst i kroppen” (6).
Idén med att använda iPSC är främst att undvika immunosuppression alternativt låg dos, eftersom iPSC skulle kunna vara våra egna celler. Dessutom kvarstår ett etiskt dilemma med hESC, lite märkligt tycker jag.
Det finns flera andra typer av intressanta stamceller men denna artikel handlar om hESC och iPSC.
HISTORIA
1962 klonade Sir John Gurdon en groda, och hans banbrytande arbeta visade för första gången att en mogen och specialiserad cell kan backas till ett omoget läge, tvärtom mot vad man trodde. Hans forskning visade att en mogen cell behåller genetisk information nödvändig att skapa alla celltyper, trots att den blivit en specialiserad cell (7)
2006 chockade Shinya Yamanaka med kollegor världen när de först lyckades konvertera musceller och året efter, humana hudceller, til iPSC (8, 9)
Betydelsen av dessa mäns forskning är enormt, och de delade på Nobelpriset i medicin 2012 (10).
DIFFERENTIERING, ELLER OMPROGRAMMERING
Differentiering kallas processen om flera steg som specialiserar en cells funktion. Detta görs i skål i ett lab och är väldigt avancerat. Grovt förenklat, gener adderas först till den specialiserade cellen och inom ett par veckor är den konverterad till en iPSC. Forskare arbetar hårt för att kunna kontrollera differentieringen, och det finns en del öppna protokoll tillgängliga (”recept”) hur man bestämmer cellens öde.
PRAKTISK NYTTA
Stamceller har använts som behandling i flera decennier, dock inte vanligt förekommande. Den första kända behandlingen med stamceller är en benmärgstransplantation 1968, 3. Potentialen är dock enormt och stamceller kan i framtiden komma att användas för flera idag obotliga sjukdomar. Tyvärr har detta lett bidragit en miljonindustri i vissa länder, mest välkänt är Mexico med flera kliniker (lång och bra artikel från San Francisco Chronicle i augusti i år ”inga av behandlingarna som klinikerna erbjuder har visat sig vara säkra eller effektiva. Inga är godkända av FDA. De saknar stöd i decenniers forskning i lab, på djur och rigorösa studier på människor.” 11).
Sjukdomar som i framtiden kan komma behandlas med stamceller är exempelvis hjärtsjukdomar, Parkinsons, neurologiska sjukdomar, MS etc etc.
Negativt med iPSC är att det är väldigt dyrt att invididualisera iPSC för varje människor. Yamanaka sa 2017 (12), att en linje för en person kan kosta upp till en miljon dollar vilket har lett till att Japan skapat en iPSC-bank från ”superdonatorer”. Detta görs även på ett par platser till. Så även om iPSC är lovande måste vi kanske använda en kapsel i alla fall.
FÖRSÖK
HARVARD/SEMMA
Första studien som rönte uppmärksamhet med iPSC och diabetes var Professor Doug Melton i oktober 2014, 13. Det tog honom 15 år att konvertera hESC till betaceller. Intressant var Doug med kollegor botade möss (ja, inte människor med andra ord) med både hESC och iPSC. Detta framsteg var enormt och citerades runt hela världen, jag tror jag själv läste 200 artiklar. I Sverige så spred jag detta till Diabetesförbundet, forskare och flera av våra stora tidningar, detta var innan jag startade Diabethics. Det skrevs om även i Sverige, vi behöver uppmärksamhet för att få medel till forskningen. I min kategori/tagg stamceller är många av artiklarna om Doug eller berör hans forskning.
Efter framstegen 2014 har teamet publicerat flera artiklar med framsteg gällande differentieringen från iPSC, en process som tar ungefär sex veckor. Bland annat 2016 då de efter upprepade försök lät mössen ha cellerna i 174 dagar. Bild A visar blodsockret hos friska möss vs möss med inducerad diabetes, bild B är ett intravenöst glukostoleranstest gjort 174 dagar efter transplantation och bild C är C-peptid (14):
Senare under 2016 visade de mer detaljer och glukosresponsen var låg om ca 35%, en fungerande Langerhansk cellö har ~200% enligt professor Per-Ola Carlsson vid Uppsala universitet. Fortsatt mycket intressant naturligtvis 15.
Doug arbetar med att använda en kapsel för att skydda cellerna från immunförsvaret och som tillåter näringsämnen och syre in och insulin ut. I en artikel i Nature i mars 2018 säger han att humanförsök förväntas starta inom tre år (16).
Doug startade Semma Therepeutics för att kommersialisera produkten om den fungerar. Semma har fått stora finansiella bidrag, likväl som från industrin (Big Pharma? Nä: 17, 18). Semma är namngett efter Dougs två barn, Sam och Emma, som båda har autoimmun diabetes sedan många år. Det har varit tyst en tid från teamet, jag antar att det inte dröjer så länge förrän vi får höra mer.
VIACYTE
Kort efter Melton och hans kollegors arbete, startade Viacyte från San Diego kliniska försök med deras kapsel VC-01, idag benämnd PEC-Encap, där de använder hESC som utvecklas till funktionella betaceller efter att de satts i kapseln och transplanterats. Jag delade denna fantastiska nyhet överallt i Sverige, detta var det första humanförsöket med betaceller framtagna av hESC som ett potentiellt botemedel mot insulinbehandlad diabetes, det tredje med hESC som blivit godkänt i USA och det blott sjätte i världen vid tidpunkten. 19 patienter inkluderades med två versioner av PEC-Encap (storlekar), VC-01-20 och VC-01-250. Mindre grad av införlivande och acceptans sågs på grund av angrepp av makrofager men cellerna överlevde, delade sig och utvecklades till celler kapabla att producera insulin och andra hormoner (19). Försöket avbröts för att göra förbättringar tillsammans med W.L. Gore & Associates. I september 2018 annonserades ett samarbete mellan Viacyte och schweiziska CRISPR Therapeutics för genediterad stamcellsterapi (20), och i november kommunicerade Viacyte bidrag om 100 miljoner dollar för att fortsätta detta intressanta projekt (21). Idén är att finna ett sätt som inte kräver avstötningsmedel.
SIGILON
I augusti i år kommunicerades väldigt lovande försök av forskare som ingått i teamet med Doug Melton. Två av de som arbetat med kapseln verkar onekligen ha lämnat Doug Melton och har fortsatt på egen hand. De testade en kapsel på primater, med syftet att testa kroppens reaktion och utan immunosuppression, resultatet var mycket bra trots försöksdjur och inte människor samt få till antalet. Dessutom en längre period, oerhört lovande. Även de har startat ett bolag för kommersialisering, Sigilon Therapeutics, som fått enormt finansiellt stöd av Eli Lilly (Big Pharma igen? Eller så inte).
Jag ställde lite frågor till professor Daniel Andersson inför min artikel om detta i augusti.
- Är det samma kapsel som användes vid tidigare lyckade försök på möss (22)? Svar: ja.
- I slutet kommenterar ni att detta lyckosamma resultat visar sig säkert och fungerande, och att ni därmed är säkra på motsvarande resultat på en ”utvald grupp människor med exempelvis omedveten hypoglykemi”. När jag läser denna studie och ert tidigare arbete ser jag ett bredare användningsområde, förutsatt att stamceller kan användas? Svar: absolut ja. Vår förhoppning är att ta fram cellöar från stamceller. Vi är hoppfulla att detta kommer vara möjligt i vårt samarbete med Sigilon och Eli Lilly.
- Vad är nästa steg, apor med diabetes och stamceller eller människor med kapslar och celler från donatorer? Svar:Vi arbetar parallellt med avsikten att ta detta till människor och att förbättra tekniken ytterligare.
Jag frågade även om samarbetet med Doug, den frågan förblev obesvarad, väntat.
Avslutningsvis skriver forskarna att deras metod kan komma användas i flera avseende, exempelvis vid behov att precis och lokalt distribuera läkemedel till specifika platser i kroppen, för behandling av andra sjukdomar som Parkinsons, hemofoli (blödarsjuka) och andra.
Mer utförligt om detta spännande här 23.
BETA O2
Uppsala universitet är långt gången inom stamceller för diabetesbehandling, och professor Per-Ola Carlsson har lett ett försök med israeliska Beta O2´s kapsel. På fyra patienter med autoimmun diabetes sattes kapseln, utan immunosuppression, och planen var initialt att utöka till totalt åtta patienter. Studien fortsatte inte som planerat med ytterligare fyra deltagare då ingen metabol fördel syntes, dvs nivåer av C-peptid och reglering av glukos. Efter avslutade försök fanns fullt fungerande cellöar men också motsatt. I betacellerna produceras även amylin som frisätts med insulin. Forskarna skriver att om amylin inte transporteras från cellöarna, exempelvis just pga att de inte införlivats i kroppen tillräckligt, kan amylin ”stacka” och blockera cellöarnas funktion. Innan transplantation sågs inga problem med amylin men efter borttagande av kapseln, och att detta kan ha haft betydelse. Forskarna spekulerar vidare i storleken på kapslarna och alginatets tjocklek spelar in. Trots problematiken gällande insulinsekretion så visar studien ett par extremt viktiga saker:
- Beta O2´s kapsel står emot angrepp.
- Betacellerna har god överlevnad.
- Försöket visar mycket god säkerhet.
Min artikel 24.
SERNOVA
Sernova Corporation är ett företag från London, Ontario Kanada (lite småcoolt att detta är ett par km från där Banting isolerade, ”upptäckte”, insulinet för nästan 100 år sedan). Sernova har en ”cellpåse”, en kapsel. Som är ungefär som ett kreditkort stort och där kan betaceller placeras. De tror att den accepteras väl av kroppen och ingreppet är enkelt, just under huden. De har gjort små lyckosamma studier på djur och i artikeln ovan, samma som om försöket i Uppsala med Beta O2´s kapsel, skriver jag mer utförligt om dem. Den 20 december sattes första kapseln på en patient 25. Detta är också tänkt att fungera utan immunosuppression eller låg dos. Jag frågade dem tidigare om detta och vid kommande humanförsök kommer de ge immunosuppression senast tre veckor efter försökets start samt fortsätta i tre veckor. Studien genomförs vid University of Chicago och de använder cellöar från donatorer.
DRI
Diabetes Research Institute i Miami har flera duktiga forskare. För ett par dagar sedan postade de ör övrigt att deras forskningschef, Dr Camillo Ricordi, rankas som nummer 1 inom öcellstransplantationer 26. DRI har utvecklat en BioHub som är väldigt intressant med experimentell, som ett miniorgan 27. Placeringen är tänkt att vara motsvarande Sigilon-forskarnas ovan, i omentum (bukhinnevävnad). De har FDA-godkännande för en fas I/II-studie där de kommer använda cellöar från doantorer och immunosuppression. De har testat sin BioHub i tre patienter, och de fortsätter studera mest lämpad placering och material. 2015 blev Wendy Peacock den första patienten att få denna lösning, med diabetes sedan hon var 16 år. Inom 17 dagar blev hon frin från insulin, men enligt flera artiklar så ställs krav på diet och motion, med det sagt är det ingen ultimat lösning ännu. I slutet av 2015 fick en 41-årig man från Milano BioHuben, han hade haft autoimmun diabetes sedan han var 11 år 28. Den tredje patieinten är okänd, de svarade mig igår “we are not aware of how many patients outside DRI that might have had this procedure”. Dessa tar immunosuppression så inget funktionellt botemedel, men de hare n spännande lösning. Jag har skrivit om dem i många artiklar, här en separat om just BioHub 29.
SERAXIS
För ett par veckor sedan blev jag väldigt överraskad. Jag läser absolut allt inom diabetes globalt, sedan länge, och diskuterar många publikationer med flera forskare i hela världen. Om något särskilt område, så är det i sådana fall stamceller. Så, jag blev rätt överraskad, hur kan jag ha missat Seraxis, ett företag baserat i USA och Singapore? Jag berättade detta till dem, då jag ställde lite frågor, och det visade sig vara genomtänkt; “We have deliberately remained under the radar for the past 5 years in order to avoid losing focus from our goal of finding a therapy. With big media attention comes sometimes a lot of “distractions” that we wanted to avoid. However, we feel we have reached a point in our development where we will need to work with partners to be able to make SR-01 a reality for patients.”
Vad de gjort till skillnad från alla alla project ovan inkluderat de jag inte nämner, som med iPSC oftast startar med hudceller, är att Seraxis har lyckats ta cellöar från en enda donator och omprogrammerat dessa tillbaka till iPSC. Cellerna är färdiga, en cellbank i princip, och de kan inom 28 dagar ta fram humana cellöar när de så väl behöver. De har i och med att de väl lyckats backa till iPSC-stadie obegränsad tillgång, som jag skriver initialt i denna artikel är en fördel med just stamceller.
Carole Welsch, Ph.D., M.B.A affärschec på Seraxis, svarade mig att deras protokoll för differentiering är mer effektiv än andras, omöjligt att bedöma. De hävdar även att deras celler har en bättre glukosrespons, och intressant är att de har en egel kapsel som de kallar SeraGraft. SeraGraft är ~12 x 12 cm och mycket tunn, och även Seraxis avser att använda omentum som placering. De säger att SeraGraft inte orsakar någon fibros eller immunreaktion, men hittills endast i möss så återstår att se hos människor. Jag bad om mer information om denna spännande SeraGraft men det kunde Carole inte ännu avslöja, fullt förståeligt. SR-01, Seraxis celler och SeraGraft sammantaget, kräver inte immunosuppression, väldigt spännane. Carole besvarade flera frågor jag hade;
“Because these cells are fully matured, they do not have tumorigenic potential, a fact proved by animal studies. In addition, the encapsulation does prevent any escape of the mature cells away from the implant site. Lastly, even if the cells were outside of the device, the host immune system would recognize and destroy these allogeneic cells, unlike with autologous cells. This is a fail-safe plan and is stringently evaluated to meet regulatory requirements to treat otherwise healthy human patients.”
Om ovan kan bekräftas först på primate och senare på människor är det enormt stort. En sak som gör mig lite nyfiken, eftersom de startar med öceller, kan detta möjligen säkerställa bättre kvalité på slutprodukten? Även om cellerna är backade till stamcells-stadie, har de ett genetiskt minne vad de varit? Jag frågade Carole;
“Our cells, which were derived from islets, could remember where they came from and more easily return to that state. We haven’t demonstrated this experimentally.”
Så möjligen, återstår att bekräfta. Intressant i sammanhanget är att av sjuttiofyra cellinjer som de tog fram endast två blev av bra kvalité och visade tydligt att de blivit pankreatiska öceller efter differentiering. Seraxis arbetar för närvarande med att samla in pengar för att göra kompletterande studier för att gå till FDA för att ansöka om godkännande för humanstudier. Mer publikationer kommer 2019, kommer vara oerhört intressant att följa. Detta är en jämförelsebild mellan humana cellöar och Seraxis framtagna:
I november publicerade Seraxis en review (30) där de kommenterar status idag, och att de ser deras metod kunna ersätta dagens transplantationer med celler från donatorer;
“Initially inclusion/exclusion criteria for stem cell‐derived islets will be similar to those for cadaveric islet transplantation, until the risks and benefits are better understood. Demonstrated safety and efficacy with stem cell‐derived islets is likely to lead to islet transplantation offered to a larger population of patients with type 1 diabetes than currently treated with cadaveric islets.”
Site 31.
One paper 32.
SUMMERING
De sista orden ovan från översiktsartikeln summerar statusen ganska väl, små steg, säkerheten först. Det är ett komplext problem. iPSC är väldigt spännande för många sjukdomar men mycket är fortsatt okänt. Faktum är att det nyligen är testat hos människor för första gången, efter att ett försök på patienter med åldersrelaterade förändringar i gula fläcken avbröts 2014. Forskarna upptäckte ”genetiska avvikelser” i celler hos en av de två deltagarna, och ingreppet skedde därför endast på en person. Som första försök på människor tycker jag det ändock var positivt så småningom “…did not improve a patient’s vision, but did halt disease progression” (33, 34, 35).
Det andra försöket för människor godkändes våren 2018, för människor med hjärtsjukdomar (36).
Mycket är ännu okänt med iPSC likväl hESC, och potential som botemedel för autoimmun diabetes. Andra spännande projekt pågår runt världen, för läsare av min blogg i Norden är det ingen hemlighet att jag ser bäst möjligheter för stamceller. Vi kommer se ett botemedel, inte nära i tiden dock. Diabetesforskningen lider och behöver medel, börja med att läsa denna artikel, dela del och skänk en slant. Tack.
God Jul och Gott Nytt År.
Referenser:
- http://www.diabethics.com/science/beta-cell-proliferation/
- http://www.diabethics.com/science/category/stamceller/
- https://ki.se/en/research/now-stem-cells-will-build-our-health
- https://stemcells.nih.gov/info/basics/1.htm
- https://www.eurostemcell.org/origins-ethics-and-embryos-sources-human-embryonic-stem-cells
- https://stemcells.nih.gov/sites/all/themes/stemcells_theme/stemcell_includes/glossary.html#ips
- https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/gurdon/facts/
- https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2012/yamanaka/facts/
- https://www.diabethics.com/science/stamceller-nobelpris-och-insulinbehandlad-diabetes/
- http://sitn.hms.harvard.edu/flash/2014/stem-cells-a-brief-history-and-outlook-2/
- https://projects.sfchronicle.com/2018/stem-cells/clinics/
- https://blog.cirm.ca.gov/2017/01/17/has-the-promise-of-stem-cells-been-overstated/?fbclid=IwAR2rzcy3O-2qoeBxTBUOY5VF-zOiH4T2i3eNg8qjDJBBjSwwR4P-mvmFSlc
- https://www.cell.com/abstract/S0092-8674(14)01228-8
- https://www.diabethics.com/science/stort-framsteg-inom-typ-1-diabetes/
- https://www.easd.org/virtualmeeting/home.html#!resources/differentiation-of-functional-human-insulin-producing-stem-cell-derived-beta-cells-from-ips-cells
- https://www.nature.com/articles/d41586-018-03268-4
- http://www.semma-tx.com/media1/semma-therapeutics-announces-44-million-in-funding
- https://www.businesswire.com/news/home/20171130005498/en/Semma-Therapeutics-Raises-114-Million-Series-Financing
- https://viacyte.com/archives/press-releases/two-year-data-from-viacytes-step-one-clinical-trial-presented-at-ada-2018
- http://www.globenewswire.com/news-release/2018/09/17/1571656/0/en/CRISPR-Therapeutics-and-ViaCyte-Announce-Strategic-Collaboration-to-Develop-Gene-Edited-Stem-Cell-Derived-Therapy-for-Diabetes.html
- http://www.globenewswire.com/news-release/2018/09/17/1571656/0/en/CRISPR-Therapeutics-and-ViaCyte-Announce-Strategic-Collaboration-to-Develop-Gene-Edited-Stem-Cell-Derived-Therapy-for-Diabetes.html
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4825868/
- http://www.diabethics.com/science/framsteg-botemedel/
- http://www.diabethics.com/science/kapsel-for-betaceller/
- https://www.sernova.com/press/release/?id=250
- https://www.facebook.com/DiabetesResearchInstitute/posts/10156040086829016
- https://www.diabetesresearch.org/BioHub
- https://www.diabetesresearch.org/first-type-1-diabetes-patient-in-europe-is-free-from-insulin-after-DRIs-BioHub-transplant-technique
- http://www.diabethics.com/science/artificial-pancreas/
- https://stemcellsjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/sctm.18-0156
- http://seraxis.com/
- https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0203126#sec024
- https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa1608368
- https://www.nature.com/news/japanese-man-is-first-to-receive-reprogrammed-stem-cells-from-another-person-1.21730?WT.mc_id=TWT_NatureNews&fbclid=IwAR3-baZMhz3phXZ0AN2zDIDYn-CLTw_mokrAVyJVf1ETnWUaBAhhTuJlkp8
- https://www.sciencemag.org/news/2017/03/cutting-edge-stem-cell-therapy-proves-safe-will-it-ever-be-effective?utm_source=sciencemagazine&utm_medium=facebook-text&utm_campaign=ipstest-11780&fbclid=IwAR261AO-tr5XyvBpxZ7WDbTm4HGKqDx96V-aMo36TglK7CAt9uen2xGc_Sg
- https://www.nature.com/articles/d41586-018-05278-8?utm_source=fbk_nr&utm_medium=social&utm_campaign=NNPnature&fbclid=IwAR0RfsFu7NV0kZaEFValCnZxSjspzoP4FI8cq4TTXOI-3hrW5TwIE22CLvg
Hans Jönsson
Diabethics
https://www.facebook.com/diabethics
https://www.facebook.com/diabethicssverige/
https://www.instagram.com/diabethics

Smart insulin pens
I have many times written in my Swedish blog how strange I find it that the insulin pumps have developed radically last ten years but the syringes looks the same. Of course, there is a financial reason since pumps means replacement parts and a lot of accessories, which is an income for manufacturers of course. Still, I think it´s strange considering millions of people use insulin daily and the majority is on MDI (multiple daily injections), and for better management it´s not that complicated to improve our possibilities.
HISTORY
There have been some products with memory function, for example Eli Lilly launched HumaPen Memoir many years ago but it´s discontinued. End of 2017 they released plans for new and more advanced smart pens, 1. Novo Nordisk have had Novopen since a few years (2), and there is also Timesulin since 2010, with a smart cap that can be placed on many different pens 3.
WHAT DO WE NEED?
In the horizon, beyond hybrid closed loop Medtronic 670G, are several full closed loop systems. All will not have access, and all don´t want a pump. I´m belong to the latter, as long as I can keep my values in range as I do. But me and many other need “assistance”. To improve diabetes management, take more rational decisions (easier said than done) and have the chance to fine-tune, we need the possibility to have a dose calculator, see IOB (insulin on board, active insulin), preferably COB (carbs on board), doses taken of both basal and bolus etc. We still need to do all the work and take the final decisions if being on MDI and not having a closed loop system, or a system that includes an algorithm that gives suggestions for actions based on glucose readings, IOB and other parameters. If we can see the whole picture our chances are much better. Having this help from technology and take action will make us less limited.
AVAILABLE TODAY
The idea is connectivity. If the pen is equipped with Bluetooth or NFC all information can be transferred to an app, but the whole idea with connectivity is that you have a glucose sensor and can incorporate everything at one place. Easier, quicker, more rational, most probably less hypoglycemias and hyperglycemias, meaning higher time in range. We still have to put a lot of efforts and do the work ourselves, the technology is not a cure.
Currently there are two products and the market; InPen from Companion, available in US so far but CE-marked for Europe, and Esysta from Emperra, CE-marked and available in Europe only. Short key functions.
- InPen: Bluetooth, app for iOS and soon Android, keeps track of injection data, dose calculator, half units, thermometer for insulin etc. Great features as it seems. 4
- Esysta: Bluetooth, compatible with almost all available insulins, app for iOS and Android, available in Germany only so far “but can be rolled out in Europe”, and they have an own glucose meter (not CGM/FGM) where data is transferred wireless to an app. Data is collected in a cloud-based system called Esysta portal. Emperra, the manufacturer, said to me; “The design of the software is oriented towards people with type 2 diabetes bus can obviously also be used by type 1.” 5
COMING SOON
Novopen 6 is and Novopen Echo Plus are smart insulin pens from Novo Nordisk. Novopen 6 has been in a pilot test here in Sweden, unfortunately not at my clinic, that Novo reports have been successful. Novo has now signed a partnership with Dexcom, Roche and Glooko but the intention is to expand with other companies as well. Launch for NovoPen 6 and NovoPen Echo Plus (Echo Plus has the possibility for half units) is planned first quarter 2019 in some key markets and roll out in 50 countries coming years (6). Sweden is confirmed to be to be one of these first countries. I managed to get hold of one, not yet with the connectivity. So I have a not that smart smart insulin pen.
Features of the two coming pens, Novopen 6 and Novopen Echo Plus, are: NFC, incorporation in several available apps planned, last dose and time since can be found easily in the pen, memory for three months doses in the pen, half units in Echo Plus etc. All features is not yet known, more information will come later.
I made a short comparison of functions I personally feel are important, built on above official information. Please note that there are some unofficial rumours regarding Novo´s pens, yet to be confirmed. I asked the HQ in Denmark and they can´t tell more now than in the official press release above.
MY IDEAL FUNCTIONALITIES
My dream would be to have everything in one app and a system that includes an algorithm. Currently the only company that I´m aware of that develop a smart system not only based on a pump is Bigfoot Medical (7), who is working on a solution for MDI patients as well. Not much details are known and launch is not close. At least progresses finally are done for MDI as well.
I would love to have one app for everything or maximum two. Since I currently use LibreLink from Abbott, that would be the best solution for me with incorporation of more information but not a kind of semi-automatic solution yet. If everything is gathered at one place, glucose values and insulin/food intake, it doesn´t matter if having two apps. Ideal would also be to have the same type of pen for both my insulins, which currently are Lantus (long-acting) and FIAsp (fast-acting), so that all insulin is synchronized to the same app. I can´t really put words how much it would me for me to have this solution, all-in-one, compatible and gathered in Diasend/Glooko. Unfortunately I guess this is a utopia, we will never get what every individual wants. Even though this would be a quite cheap solution (low cost per piece, long durability) it is potentially a huge market for the manufacturers.
MY NOVOPEN 6
The pilot test of Novopen 5 plus (now named Novopen 6) in Sweden was unfortunately not at my clinic. I tried to get hold of a pen in different, creative ways, unsuccessful. When Novo Nordisk published the news about the trial and planned launch, I did a search and found that Novopen 6 is available on prescription, even though not officially launched. I immediately contacted my great nurse, and had a recipe within no time. I started to chase the pen but no pharmacy had it, only at a central warehouse, so I ordered it. This is it, just 11 seconds showing the pen (I created a youtube account only for this, not sure it gonna be used again 😅): 8.
What happens when I push the top at the pen is that the display lights up and I see the latest dose in units and below, time since that dose. This is all I can do with the pen so far. If I attach the pen to my NFC in my cell phone, obviously it recognize something but not what it is. I get this warning, in Swedish, but it says “unknown tag”:
I have tried to find a way to connect the pen to Diasends app, with no success. I just have to wait a few more months. I will then get hold of a NovoPen Echo Plus since I´m very sensitive for insulin and need the possibility for half units.
In Sweden insulin is fully subsidized for all people with diabetes. We sort of pay for it, in taxes. A government agency decides which medicines will be subsidised and included in the high-cost threshold. The system works fine but sometimes not, fast-acting insulin FIAsp is such a case. In July 2017 is was included in the system but only in pre-filled pens. Official information have been that the reasons not penfill and the bottle for pump users is not yet included is due to cost reasons. I don´t know if this is the whole truth looking at competitors, but this is a huge problem for patients. What happens now is that many patients choose off label use and fill the pump vials from pre-filled pens, and those who wants to use penfill have to tear apart a pre-filled pen. This is what I had to do now, off label use of course. Works extraordinary anyhow.
Unfortunately it´s difficult to get market shares in the field of diabetes, and last years have shown that with i.e. Animas closed operations within diabetes. Competition is great and necessary so hopefully Emperra and Companion manage to increase their distribution, Novo Nordisk already have established business all over the world. Nevertheless, smart insulin pens will succeed if they manage with compatibility and streamline functionalities. I´m sure they will, collaboration is the key. I will be sitting here waiting that my pen will be as smart as it can possibly be.
References:
- https://investor.lilly.com/news-releases/news-release-details/lilly-initiates-clinical-trial-evaluate-functionality-and-safety
- https://www.novonordisk.com/patients/diabetes-care/pens–needles-and-injection-support/NovoPen5.html
- https://timesulin.com/about-us/team/
- https://www.companionmedical.com/inpen/
- https://www.emperra.com/en/esysta-product-system/pen/
- https://www.novonordisk.com/media/news-details.2218400.html
- https://bigfootbiomedical.com/
- https://youtu.be/NQhnFmRWE50
Hans Jönsson
Diabethics
https://www.facebook.com/diabethics
https://www.instagram.com/diabethics
SMARTA INSULINPENNOR
Jag har skrivit en mängd gånger hur märkligt jag tycker det är att insulinpumpar utvecklats radikalt sista tio åren men sprutorna ser exakt likadana ut i princip. Naturligtvis är det finansiella skäl eftersom pumpar innebär en del byten av delar och tillbehör, med extra omsättning för företagen. Fortfarande tycker jag det är anmärkningsvärt diskonterat att miljoner människor använder insulin dagligen och majoriteten är MDI-patienter (MDI=multiple daily injection, sprutor), och för att för bättre chanser till glukoskontroll borde det vara enkelt att förbättra dessa möjligheter.
HISTORIA
Det har funnits ett antal pennor med minnesfunktion, till exempel lanserade Eli Lilly HumaPen Memoir för många år sedan men den har utgått sedan länge. I slutet av 2017 presenterade de planer för nya och mer avancerade smarta pennor, 1. Novo Nordisk har haft Novopen sedan ett par år (2) och en del använder Timesulin, som funnits sedan 2010 och består av ett slags pennlock som kan sättas på flera olika sorters insulin 3.
VAD BEHÖVER VI?
I horisonten, bortom hybrid closed loop-systemet Medtronic 670G, finns flera fullskaliga closed loop-syste, (9). All kommer inte få tillgång, vilket syns i Sverige nu (10), och alla vill inte ha pump. Jag tillhör den sista kategorin, så länge jag kan ha de värden som jag har. Men jag och många med mig behöver ”assistans” emellanåt. För att förbättra diabetesbehandlingen, ta mer rationella beslut (lättare sagt än gjort) och ha möjligheten att finjustera, behöver vi boluskalkylator, kunna se IOB (insulin on board, aktiv insulin), helst COB (aktivt med kolhydrater), alla doser tagna av bolus och basal etc. Vi kommer fortsättningsvis måste göra jobbet och ta alla beslut själva om vi använder sprutor och inte har ett closed loop-system, eller ett system med en algoritm som ger förslag för åtgärder baserat på glukosvärden, IOB och andra parametrar. Om vi kan se hela bilden förbättras våra chanser dock. Att ha den tekniska möjligheten och att kunna agera kommer göra oss mindre begränsade.
TILLGÄNGLIGT IDAG
Idén är hopkoppling och uppkoppling, Om pennan har Bluetooth eller NFC kan all information synkas med en app, men hela idén är att man har sensor och kan ha all information på ett ställe. Lättare, snabbare, mer rationellt, högst troligt mindre hypo- och hyperglykemier, innebärande mer time in range. Som sagt, fortsatt inte bara att ställa ut skorna och vi måste själva göra jobbet, tekniken är inget botemedel.
För närvarande finns det två produkter på marknaden inom smarta pennor; InPen från amerikanska Companion, tillgänglig endast i USA hittills men CE-märkt för Europa, och Esysta från tyska Emperra, CE-märkt och tillgänglig i Tyskland endast. Korta huvudfunktioner.
- InPen: Bluetooth, app för iOS och snart Android, logger doser, boluskalkylator, halva enheter, thermometer för insulin etc. Som det ser ut fantastiska funktioner. 4
- Esysta: Bluetooth, kompatibel med nästan alla insulin på marknaden, app för iOS och Android, tillgänglig endast i Tyskland men ”kan etableras i Europa”, och de har en egen blodsockermätare (inte CGM/FGM) där data trådlöst skickas till en app. Datan samlas i en molnbaserad lösning som de kallar Esysta-portalen. Emperra, företaget bakom, sa till mig; “Designen av mjukvaran och systemet riktar sig primärt till personer med typ 2 diabetes men kan naturligtvis användas av även de med typ 1 diabetes.” 5
KOMMER INOM KORT
NovoPen 6 och NovoPen Echo Plus är smarta pennor från Novo Nordisk. NovoPen 6 har testats i ett pilotförsök i Sverige, tyvärr inte på min klinik, tester som Novo rapporterar varit framgångsrika. Novo har tecknat partneravtal med Dexcom, Roche och Glooko men intentionen är att utöka ytterligare med andra bolag likväl. Lansering för NovoPen 6 och NovoPen echo Plus (möjlighet till halva enheter på Echo Plus) är planerad till första kvartalet 2019 i ett antal nyckelmarknader för att sedan rullas ut i 50 länder kommande år (6). Här en fantastisk nyhet, Novo har igår bekräftat till mig att Sverige tillhör första fasen av lansering, så bra Jag lyckades nyss få fatt i en NovoPen 6, tyvärr inte med möjligheten till uppkoppling. Så, jag har en inte vidare smart smart penna.
Huvudsakliga och kända funktioner av de två kommande smarta pennorna, NovoPen 6 och NovoPen Eco Plus, är: NFC, kompatibilitet att inkluderas i flera befintliga appar är planerat, senaste dosen och tid sedan dess kan ses direkt i pennan, minne för tre månaders doser i pennan, halva enheter i Echo Plus etc. Jag gjorde en kort jämförelse mellan dessa olika produkter, över funktioner jag själv tycker är relevanta, byggt på ovan officiell information. Vänligen observera att det finns en del obekräftade rykten rörande Novo´s pennor, som återstår att bekräfta. Jag har frågat den globala marknadsavdelningen i Danmark och de kan inte idag berätta mer än vad det officiella pressmeddelandet säger ovan.
MINA DRÖMFUNKTIONER
Min önskan vore att ha allt i en app och ett system som har en algoritm. Det endas företaget jag känner till som för närvarande arbetar med ett system inte allena för pumpar är Bigfoot Medical (7), som arbetar med en lösning för MDI-patienter likväl. Inte vidare mycket detaljer är kända och lansering är inte nära. Nu görs i alla fall förbättringar även för oss MDI-patienter.
Bäst vore att ha allt i en app, eller max två i värsta fall. Då jag idag använder LibreLink skulle det vara den bästa lösningen med mer information inkluderat men inte en semi-automatisk lösning ännu. Om allt samlas på ett ställe, glukosvärden och insulin/matintag, spelar det inte så himla stor roll om det är två appar ändock. Önskvärt vore även att ha samma typ av penna för båda mina insulin, som idag är Lantus och FIAsp, så att allt insulin jag tar hamnar i samma app. Fantastisk lösning, all-i-ett, kompatibel med Diasend där allt samlas. Tyvärr är detta sannolikt en utopi, och vi kommer aldrig få vad varje individ önskar. Även om detta innebär förhållandevis ringa intäkt för företagen (lågt pris, lång hållbarhet) så är den potentiella marknaden stor.
MIN NOVOPEN 6
Pilottestet av NovoPen 5 plus (ny alltså NovoPen 6) var alltså inte på min klinik, Jag har på lite olika kreativa sätt försökt få fatt i en penna, utan lycka. När så Novo Nordisk nyss publicerade sitt pressmeddelande om det lyckade försöket och den planerade lanseringen, gjorde jag en sökning och fann att NovoPen 6 redan fans inom förmånen, subventionerad 11. Detta trots ej officiellt tillgänglig. Jag kontaktade omedelbart min diabetessköterska, och hade på nolltid ett recept. Jag jagade pennan men inget apotek hade den, bara centrallagret, så jag beställde den. Nedan är min penna, 11 sekunders klipp (jag skapade ett youtubekonto endast för detta korta, inte alls säker på att det kommer användas någonsin igen 😅): 8.
Vad som händer när jag trycker på toppen av pennan är att displayen lyser upp och jag ser senaste dosen i antal enheter och tid sedan den dosen. Detta är allt jag kan göra nu med pennan. Om jag sätter den mot min mobils NFC så känner den uppenbarligen av den men inte vad. Jag får detta meddelade:
Jag har försökt ladda ner och testa Diasends app, utan framgång med hopkoppling. Jag måste helt enkelt ge mig till tåls någon månad. Jag kommer då skaffa en NovoPen Echo Plus eftersom jag är väldigt insulinkänslig och behöver möjligheten till halva enheter.
Som många känner till är fortsatt endast engångspennor av FIAsp godkända i Sverige, och det är extremt frustrerande. Jag har ett par tillfällen nu själv intagit den provokativa rollen, och informerat Novo att ja, många fyller sina reservoarer i pumparna med engångspennor. Ja, en del använder insulinampullen från engångspennor i flergångspennor. Detta är ej att rekommendera, och off label givetvis. Ibland (läs: ofta) verkar det som att människor som inte själv har sjukdomen förstår den desperata strävan efter bättre lösningar/möjligheter. Så, med hjälp av våra fantastiska, svenska sociala media-kanaler fick jag tips hur göra. Jag demonterar min FIAsp, jag fick av flera vänliga själar inom diabetes-communityn skickad den nödvändiga toppgängan (där kanylen sätts på, den sitter på ampullerna i penfill annars men i engångspennan i själva pennan). Så här gör jag.
OBS! Rekommenderas ej, endast för att visa hur jag går tillväga. Detta är off label use naturligtvis.
Jag måste först demontera engångspennan för att få loss ampullen. Det sitter en liten “klack” där jag klipper av, efter tips från de slutna forum vi har.
Sedan tar jag ut ampullen ur min NovoPen 6, och tar bort den orangea, gängade toppen. Den måste man ha till penfill, dvs NovoPen 6 i detta fallet, och på engångspennan sitter gängan i själva pennan. Jag har fått skickat massor med sådana toppar från vänliga själar, som tagit dem från förbrukade ampuller av Novorapid (samma gänga naturligtvis).
Då engångspennan är demonterad tar jag ut den fulla ampullen.
Jag sätter den orangea toppen på, man får trycka till lite. Jag har av flera fått höra (som har NovoPen 5) att topparna går att återanvända ett par gånger, man ser då de krackelerar.
Sedan in med ampullen i NovoPen 6. Klart.
Resterna av min flextouch, engångspenna.
Tyvärr är det svårt att nå marknadsandelar inom diabeteshjälpmedel, och sista åren har tydligt visat det genom exempelvis att Animas stängde ner sin diabetesverksamhet. Konkurrens är nödvändig så förhoppningsvis lyckas Emperra och Companion nå ut och ta lite marknad, Novo Nordisk har redan etablerad verksamhet i hela världen och har här en fördel. Oavsett, smarta pennor kommer lyckas om de lyckas med kompatibilitet och att strömlinjeforma funktionerna. Jag är övertygad om att de gör det. Samarbete är nyckeln. Själv väntar jag på att min penna ska bli så smart den kan komma att bli.
Sist men inte minst: Novo Nordisk och TLV, ni har ingen aning hur enormt många patienter som kör off label, som har NovoPen 5 och använder FIAsp men framförallt, som använder engångspennor att fylla pumpen med. LÖS SITUATIONEN NU TACK.
Referenser:
- https://investor.lilly.com/news-releases/news-release-details/lilly-initiates-clinical-trial-evaluate-functionality-and-safety
- https://www.novonordisk.com/patients/diabetes-care/pens–needles-and-injection-support/NovoPen5.html
- https://timesulin.com/about-us/team/
- https://www.companionmedical.com/inpen/
- https://www.emperra.com/en/esysta-product-system/pen/
- https://www.novonordisk.com/media/news-details.2218400.html
- https://bigfootbiomedical.com/
- https://youtu.be/NQhnFmRWE50
- (Swedish only) http://www.diabethics.com/science/closed-loop-update/
- (Swedish only) http://www.diabethics.com/lifestyle/medtronic-670g-tillganglig/
- (Swedish only) https://www.tlv.se/download/18.780dcd01163ea3f008916a92/1528703103571/bes180608_novopen_6.pdf
Hans Jönsson
Diabethics
https://www.facebook.com/diabethics
https://www.facebook.com/diabethicssverige/
https://www.instagram.com/diabethics

Beta cell proliferation
Autoimmune diabetes is a disease where the immune system attacks and destroy healthy tissue, in this case the beta cells in the islet of Langerhans in the pancreas (1). It leads to absolute insulin deficiency and a lifelong treatment with insulin through injections or an insulin pump. There is no way to prevent the disease in humans, even though we since long time can detect biomarkers that the disease is developing (perhaps most exciting so far 2). There is no viable cure, but many promising trials is ongoing at different places around the world.
CHALLENGES WITH A CURE
A lot of experiments try to replace the destroyed beta cells with primarily stem cells, which is the most interesting area of research. There are many challenges to overcome, the most important are:
- Today’s islet transplantations means we use donor islet which is limited of natural reasons. The procedure has developed a lot since the Edmonton protocol in 2000 (3), and even though many still needs exogenous administration of insulin this method helps many people to a better life. Until now ~2000 islet transplantations have been done in the world (4). Except lack of donor islets, another reason this method is not more widely uses is that the patient must take immunosuppressant drugs (anti-rejection drugs) the rest of the life. These might have adverse effects such as “mouth ulcers, anemia (low red blood cells that cause symptoms of tiredness), nausea, vomiting, diarrhea, leg edema (swelling), high cholesterol or fat levels in the blood, liver problems, high blood pressure, fatigue, kidney problems, abnormal menstrual periods in women, and an increased risk of infection. Anti-rejection medications may also increase the risk of developing cancer.” (5). One of the clinics very efficient in this area is Uppsala University in Sweden, they write about the purpose “the main target with islet cell transplantation is to prevent severe and life-threatening hypoglycemias and hyperglycemias”.
- If we could supply with cells that somehow is our own cells, how will the immune system react? There are a number of studies that have shown that many patients long after diagnose have persisting autoantibodies long after diagnose. Particular those with adult onset autoimmune diabetes and overall, those with the autoantibody GADA had positive test and less of children with autoantibody ICA (6). What does this mean, if replacing insulin secretion, will the new cells be attacked and destroyed? We don´t know, we are not able to replace beta cells today but most probably yes – the new cells would be destroyed in patients with remained autoantibodies. That said even though “Current evidence suggests that loss of function and destruction of beta cells begins after the onset of autoimmunity signalled by beta cell autoantibodies. Beta cell destruction may be precipitated by the innate immune system and inflammation, and activated autoreactive lymphocytes are believed to carry out most of the actual beta cell damage.” (7).
- To solve the above, avoid destruction of replaced cells and/or immunosuppressant’s, there are many trials working on encapsulation of cells. Both beta cells from donors but as I wrote above its limited supply, so preferably use of stem cells derived beta cells. This solution is indeed very interesting, I will write more about this in a separate article. Status for now is of course no, it doesn´t work yet.
- No matter how to one day resolve insulin secretion, for a viable cure we must know the etiology of the disease and be able to inhibit the autoreactive process. Personally I feel this research is neglected quite often. The incidence for autoimmune diabetes have increased dramatically in many countries, a new study a week ago showed a 3% increased incidence per year in 25 European countries 8. In Sweden, with the second highest incidence in the world after our neighbour Finland, and with a population of 10 million, 900 children and at least 900 adults are diagnosed every year. The development is sad, and have huge health economic impact as well.
OTHER WAYS TO RESOLVE INSULIN SECRETION?
One interesting research area has for years been to look in to the remaining beta cells we all have. Since many years’ it´s well established that all people with autoimmune diabetes have absolute insulin deficiency sooner and with LADA later, but all still have minor amount of beta cells left. Not contradictory. At diagnose in general 80-90% of the beta cells are lost, this is generally accepted (9). The destruction continues over time, different in different people. Please note that the remaining amount is so small nobody with absolute insulin deficiency can live without exogenous insulin, even if only drinking water and eating lettuce every day.
Unfortunately we have no method to analyse beta cells death, we can only measure C-peptide (10). This is done in several well controlled studies (11, 12, 13) and has led to the questions;
- Why are some cells not attacked?
- Or are they attacked but survive of some reason?
- Can we use this knowledge somehow, to regenerate beta cells?
Why a few cells are not attacked we don´t know. Kevan Herold with colleagues showed last year that “During the development of diabetes, there are changes in beta cells so you end up with two populations of beta cells. One population is killed by the immune response. The other population seems to acquire features that render it less susceptible to killing.” (Yale press release 14, the study 15). The new subpopulation of beta cells becomes Btm cells, a stem cells like condition. The Btm cells express molecules that inhibit the immune response. This is one theory, among others. Very visual picture from the paper:
For decades there have been a theory that progenitor cells do exist in the pancreas. Progenitors are kind of descendants of adult stem cells that can be self-renewed and differentiated into mature cell types, DRI write in the paper below; “cells that exhibit a variable degree of potency and proliferation potential. The potency and role of adult progenitor cells is organ and context-specific”. Some years ago this hypothesis was challenged and researchers meant what we do see is basically self-replication, the differences are several but particular if self-replication is what we see, the capacity is limited due to the small fraction of the beta cells surviving years after onset. In any case the studies above shows declining insulin production (C-peptide) from an already low level, so the regeneration of cells that eventually do occur is not clinical relevant. What is very interesting, if we are able to solve the autoimmunity, can we affect regeneration?
HOW TO TAKE IT FROM THERE?
In animals, beta cell proliferation occur quite often. Proliferation means events that leads to increasing amount of cells, particular cell division bot not exclusively. Clinical relevant beta cell proliferation doesn´t happen in humans. If it would be possible to regenerate beta cells in people with absolute insulin deficiency, all improvement would though have impact on glucose control. Most probably not to the extent as a cure. One study about beta cell proliferation was published last week, the week before another about what decides the fate of a progenitor cell (read more below) to be an insulin producing beta cell and the third news is a very exciting human trial just started in Sweden. Different research but the idea is similar: to restore insulin production, partly or totally.
DIABETES RESEARCH INSTITUTE
DRI at the University of Miami published a paper in “Trends in Endocrinology and Metabolism” 4th of December, where the researchers demonstrate that yes – there are progenitors in human adult pancreas (full paper 16, article from DRI 17). The major difference between progenitors and stem cells in the case of resolving insulin production is that stem cells as of today either needs immunosuppressant’s if we use human embryonic stem cells, or we need a method for encapsulation, which still might need immunosuppressant’s. If we are able to use iPSC (induced pluripotent stem cells) one day, we might avoid immunosuppressant’s. This is the most exciting area of research as a potential cure for insulin-treated diabetes but not close to reality, it will take years and we don´t see human trials yet, except from approaching other diseases, in Japan (18). The progenitor cells are our own cells meaning no immunosuppressant’s needed, but can they be stimulated and turned into insulin producing beta cells, cause neogenesis (“de novo formation, e. g., of b-cells from non-b-cells. When applied to the generation of a new differentiated cell, this concept is usually presented as an alternative to self-replication e.g., a b-cell giving rise to two b-cells by proliferation”. Dictionary from DRI above)? We will see.
HELMHOLTZ ZENTRUM MÜNCHEN
Researchers from University of Copenhagen in Denmark and the Helmholtz Zentrum München German research center for environmental research, lead by Professor Henrik Semb, showed in Nature two weeks ago mapping of the signals that determine the fate of the progenitor cells in a lab. Semb describes their finding here in a short clip from the university 19. When the cells are expressed for a certain protein they become endocrine cells, and another protein they become duct cells (see DRI´s paper above with a small dictionary). This is regulated by a signalling system called Notch, known since decades but unknown how Notch is turned on/off. Semb describes the process as a pinball game in the clip above, depending on which pin they hits decide the fate. The knowledge can be used how to produce more efficient insulin producing beta cells from human stem cells in lab. At the same time stem cells research are making progresses and it´s a very exciting area with huge potential for many diseases, it´s still challenging in many ways and particular the tumorigenic risk is not fully understood. Semb´s team said last year; “Although significant progress has been made towards making insulin producing beta cells in vitro (in the lab), we are still exploring how to mass-produce mature beta cells to meet the future clinical needs. Our current study contributes with valuable knowledge on how to address key technical challenges such as safety, purity and cost-effective manufacturing, aspects that if not confronted early on, could hinder stem cell therapy from becoming a clinically and commercially viable treatment in diabetes.” (20).
My question was, can Sembs team’s protocol be used at the progenitor cells in a human pancreas as well, for self-replication and as the procedure DRI describes above? Not as a cure but until we knows more about risks with stem cells, to improve glucose management and control? I asked Professor Semb; “Probably not, our finding is not related to how progenitors divide, neither in organ development nor in a human adult. Our finding is rather how progenitors are instructed to develop to certain cell types, i.e. beta cells. This is useful to more efficient control that progenitors from stem cells becomes beta cells and nothing else”.
The paper 21.
HUMAN TRIAL
It´s known that the neurotransmitter gamma aminobutyric acid, GABA, is important in both type 1 and 2 diabetes. Research have showed different levels of GABA in people with diabetes compared with healthy individuals. GABA is synthesized by an enzyme called GAD from the amino acid glutamate in nerve cells but also, importantly, in the insulin-producing beta cells in pancreatic islets (22). GAD has two forms, GAD65 and GAD67, and in type 1 diabetes the most common form of autoantibody is to GAD65, often referred to as GADA.
The roles of GABA in islets are many and one is to inhibit toxic white blood cells. An international research group led by Professor Per-Ola Carlsson at Uppsala University in Sweden, spring 2018 published two papers where they had isolated immune cells from human blood and studied the effects GABA had on these cells. First, they were able to determine GABA concentration in human islets, and showed that ion channels that GABA opens became more sensitive to GABA in type 2 diabetes and that GABA helps regulate insulin secretion (23). In the other paper they show that GABA inhibited the immune cells and reduced the secretion of a large number of inflammatory molecules (24.
Diamyd Medical is a Swedish company with several human trials ongoing, with different approach (the company 25, trials 26). Diamyd has developed a tablet, Remygen, based on GABA that in an experimental trial will be tested in humans at two different places (27). GABA together with Diamyd (antigen-specific immunotherapy, a vaccine) at University of Alabama (see more information in the link about trials above) and only GABA in 30 adult patients that have had type 1 diabetes for more than five years (study name ReGenerate-1). I asked Professor Carlsson, leader of ReGenerate-1 about status, and first patient started last Monday. Still looking for participants. First phase of ReGenerate-1 is an initial safety and dose escalation part comprising six patients, and the main trial comprising 24 patients that will be followed for up to nine months depending on the dosage group they belong to. After safety evaluation, the plan is to see if Remygen can regenerate insulin producing cells, meaning increased own production of insulin. Final results planned in 2020, according to Carlsson. Personally I´m sceptic by nature, so I doubt this might be a cure. But again, all improvement in management of the disease that is possible is helpful for millions of people with insulin dependent diabetes, so I will follow up this for sure.
SUMMARY
There is obviously beta cells left in all with autoimmune diabetes, clinical irrelevant and still the disease means absolute deficiency. If and how those cells can be saved, increased or if they provide useful information how to resolve insulin production, is unknown today. There is a number of projects that try to convert alpha cells in the islet of Langerhans to beta cells, alpha cells are not attacked and destroyed in people with autoimmune diabetes. More about that in another article since I´m waiting for some results.
Research learns us more continuously, the human body is indeed complex. There won´t be a viable cure or a possible solution for increased insulin production until autoimmunity is solved, but if the researchers one day might be able to do that we rely on a method that doesn´t involve immunosuppressant’s. Otherwise it won´t be a solution for the majority.
Even though diabetes research suffer due to lack of donations there are exciting projects ongoing, in humans as well. Human trials are beyond important, even if experimental as with GABA we must move to humans to proceed. For this, diabetes research need funding since these trials are expensive.
As I wrote in the beginning, everything that might improve the management are beyond important. For a functional cure there are many challenges to tackle and a long way to go, but we will definitely continue to see small steps in a positive direction. Personally, I´m totally convinced we will see a cure, not in the near future and not if organisations get more funding.
References:
- http://www.diabethics.com/diabetes/types/
- http://www.diabethics.com/science/human-prevention-trial-cvb/
- https://www.touchendocrinology.com/articles/progress-islet-transplantation-over-last-15-years
- https://www.nature.com/articles/nrendo.2016.178
- https://www.cityofhope.org/research/research-overview/islet-cell-transplantation-program/ict-patient-information/islet-cell-transplantation-faqs
- http://diabetes.diabetesjournals.org/content/51/6/1754
- https://link.springer.com/article/10.1007/s00125-017-4308-1
- https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00125-018-4763-3
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4362259/
- http://www.diabethics.com/diabetes/cpeptide/
- http://care.diabetesjournals.org/content/38/3/476
- http://care.diabetesjournals.org/content/39/10/1664
- http://care.diabetesjournals.org/content/early/2018/05/14/dc18-0465
- https://news.yale.edu/2017/02/09/yale-scientists-study-how-some-insulin-producing-cells-survive-type-1-diabetes
- https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(17)30040-2
- https://www.diabetesresearch.org/file/research-publications/2018_Pancreatic-Progenitors-There-and-Back-Again_Trends-in-Endocrinology-and-Metabolism.pdf
- https://www.diabetesresearch.org/is-the-pancreas-regeneration-debate-settled
- https://www.jmaj.jp/detail.php?id=10.31662%2Fjmaj.2018-0005
- https://vimeo.com/303012751
- https://www.eurostemcell.org/de/towards-safe-and-scalable-cell-therapy-type-1-diabetes-simplifying-beta-cell-differentiation
- https://www.nature.com/articles/s41586-018-0762-2
- https://www.uu.se/en/news-media/news/article/?id=10440&typ=artikel
- https://www.ebiomedicine.com/article/S2352-3964(18)30098-7/fulltext
- https://www.ebiomedicine.com/article/S2352-3964(18)30103-8/fulltext
- https://www.diamyd.com/docs/About.aspx
- https://www.diamyd.com/docs/clinicalTrials.aspx
- https://www.diamyd.com/docs/pressClips.aspx?ClipID=3085588
Hans Jönsson
Diabethics
https://www.facebook.com/diabethics
https://www.instagram.com/diabethics
Autoimmun diabetes är en sjukdom där immunförsvaret angriper och förstör frisk vävnad, i detta fallet betacellerna i de langerhanska öarna i bukspottskörteln (1). Det leder till absolut insulinbrist och en livslång behandling med insulin genom injektioner eller en insulinpump. Det finns inget sätt att preventivt förhindra sjukdomen hos människor, trots att vi sedan länge kan upptäcka biomarkörer för att sjukdomen är under utveckling (kanske det mest spännande preventionsförsöket skrev jag om häromdagen 2). Det finns inget funktionellt botemedel, men många lovande försök pågår på olika platser i världen.
UTMANINGAR MED ETT BOTEMEDEL
En rad experiment pågår för att försöka ersätta förstörda betaceller med framförarallt stamceller, vilket är det mest spännande området i detta avseende. För att komma vidare finns en mängd utmaningar, de viktigaste har jag listat ett flertal gånger i min kategori/tagg stamceller på min hemsida (http://www.diabethics.com/science/category/stamceller/):
- Dagens transplantationer av ö-celler innebär att vi nyttjar celler från donatorer som innebär begränsningar av naturliga orsaker. Proceduren har utvecklats mycket sedan ”the Edmonton protocol” år 2000 (3), och även om många fortfarande behöver ta insulin har metoden hjälpt många till ett bättre liv. Tills idag har ~2000 transplantationer med ö-celler genomförts i världen (4). Utöver brist på donatorer, en annan viktig anledning till att metoden inte används oftare är att patienten resten av livet måste ta immunosuppression (avstötningsmedel). Dessa kan ge mer eller mindre otrevliga biverkningar såsom munsår, blodbrist (man blir trött), illamående, kräkningar, diarré, bensvullnad, högt kolesterol, leverproblem, högt blodtryck, trötthet, njurproblem, onormal menstruationscykel hos kvinnor och ökad infektionsrisk. De kan äve öka risken att utveckla cancer. Observera, allt detta är risk och inte utfall (5). Uppsala universitet som tillhör de främsta i världen i området, säger ”huvudmålet för ö-cellstransplantation är att förhindra svåra eller livshotande hypo- respektive hyperglykemier (28).
- Om vi kunde lösa bristen på betaceller och insulinproduktion med något som är kroppseget, hur skulle immunförsvaret reagera? Det finns flera studier som har visat att många patienter många år efter diagnos fortsatt har autoantikroppar kvar. Särskilt de som insjuknat som vuxen och överlag de som haft autoantikroppen GADA har visat positivt test senare, mindre vanligt förekommande hos barn som haft IAA (eller ICA på engelska, (6). Vad innebär detta, om vi lyckas ersätta insulinproduktionen, kommer de nya cellerna angripas och förstöras? Vi vet inte, vi kan inte idag ersätta insulinproduktion men högst troligt ja, de nya cellerna skulle förstöras hos patienter med kvarstående autoantikroppar. Detta sagt även om det i flera år blivit allt mer tydligt att autoantikropparna är mer biomarkörer och har mindre roll i destruktionen av betaceller (7, 29).
- För att lösa allt ovan, att undvika att ersatta celler förstörs samt immunosuppression, pågår flera försök med inkapsling av betaceller från donatorer men främst av stamceller framtagna betaceller. Jag har i kategorin stamceller ovan många artiklar i ämnet. Idag finns ingen fungerande metod men detta är ett av de mest spännande områdena för ett presumtivt botemedel mot insulinbehandlad diabetes.
- Oavsett hur vi en dag kan återskapa insulinproduktion, för ett funktionellt botemedel måste vi veta etiologin, orsaken, till sjukdomen och kunna stoppa det autoreaktiva angreppet. Som alla som följt mig en tid vet är detta ett område jag ibland känner åsidosätts. Incidensen av autoimmun diabetes har ökat dramatiskt i många länder, liksom i Sverige, sett över sista 30 åren. En ny studie publicerades häromdagen som visade en årlig ökning om 3% i 25 länder i Europa, 8. I Sverige, med näst högst incidens i världen efter Finland och med en befolkning om 10 miljoner, insjuknar årligen 900 barn och minst lika många vuxna. Sorglig utveckling och den hälsoekonomiska effekten är dessutom mycket stor.
ANDRA SÄTT ATT LÖSA INSULINSEKRETION?
Ett intressant område har i många år varit att titta mot de kvarstående betaceller vi alla har. Det är nämligen väletablerat att alla med autoimmun diabetes har absolut insulinbrist, men samtidigt har en mycket liten mängd betaceller kvar. Inte motsägelsefullt. Vid diagnos har vi i regel förlorat 80-90% av alla betaceller, detta är väl känt (9). Destruktionen fortsätter, på lite olika sätt hos olika människor. Observera igen, de få betaceller vi har kvar att ingen med autoimmun diabetes kan leva utan tillfört insulin, oavsett om vederbörande lever på vatten och isbergssallad.
Tyvärr kan vi inte studera betacells-förlust, vi kan endast mäta C-peptid (10). Detta har gjorts i flera välkontrollerade studier (11, 12, 13) och har lett till frågorna;
- Varför finns celler som undgår angreppet?
- Eller, angrips de men överlever?
- Kan detta utnyttjas på något sätt?
Vi vet inte idag varför en del betaceller undgår angrepp. Kevan Herold med kollegor visade förra året att vid utvecklandet av typ 1 diabetes förändras vissa betaceller till en slags subkategori, och det blir två liknande grupper men ändå olika typer av betaceller. Subkategorin undkommer det autoimmuna angreppet tack vare att de ”duckar och tar skydd för angreppet”. Cellerna framkallar molekyler som förhindrar angrepp, och de efterliknar något som liknar stamceller, dvs de backar i utvecklingsstadiet och genom detta kan de överleva angreppet och även föröka sig trots autoimmuna angreppet (artikel från Yale 14, studien 15, min artikel 30). Bilden från mitt inlägg då:
I decennier har funnits en teori om att progenitor-celler existerar i bukspottskörteln. Detta är ungefär ättlingar till stamceller som kan förnya sig själv och utvecklas till mogna/färdiga celler, DRI förklarar det bra i studien nedan; “cells that exhibit a variable degree of potency and proliferation potential. The potency and role of adult progenitor cells is organ and context-specific”. För flera år sedan utmanades denna teori och en del forskare menade att vad vi i själva verket sett är självreplikering, skillnaderna är flera men primärt är det så, att om självreplikering är vad vi sett är kapaciteten högst begränsad med anledning av hur extremt få celler som överlevt det autoimmuna angreppet. Oavsett så visar studierna ovan fortsatt avtagande insulinproduktion (C-peptid) från en redan låg nivå, så det återskapande av betaceller som eventuellt sker är inte kliniskt relevant. Men vad som är intressant är, om vi en dag kan häva autoimmuniteten, kan vi påverka återskapandet av celler?
HUR GÅ VIDARE?
Hos djur sker betacellsproliferation ganska lätt. Proliferation innebär händelser leder till ökat antal celler, främst celldelning men inte bara. Kliniskt relevant betacellsproliferation sker inte hos människor. Om vi skulle lyckas påverka återskapande av betaceller hos människor med absolut insulinbrist skulle alla eventuella förbättringar ha positiv effekt på möjligheten till glukoskontroll. Högst troligt inte som ett botemedel dock. En studie om betacellsproliferation publicerades förra veckan, veckan innan det en studie vad som bestämmer ödet för en progenitor-cell (läs mer nedan) att bli en insulinproducerande betacell och den tredje nyheten är ett mycket spännande humanförsök som precis startats i Sverige. Olika forskningsinriktningar men idén är den samma: att återskapa delar eller all insulinproduktion.
DIABETES RESEARCH INSTITUTE – DRI
DRI vid universitetet i Miami publicerade en studie den 4 december i “Trends in Endocrinology and Metabolism” där forskarna visar att ja, det finns progenitor-celler i bukspottskörteln hos en vuxen människa (studien 16, artikel från DRI 17). Den största skillnaden i fallet att återskapa insulinproduktion mellan progenitor-celler och stamceller, är att idag måste patienten ta immunosuppressiva läkemedel om vi använder embryonala stamceller eller så måste de kapslas in, vilket fortsatt i sig kan kräva immunosuppression. Om vi en dag kan använda iPSC (inducerade pluripotenta stamceller, se mina tidigare artiklar om detta), kanske vi kan undvika immunosuppression. Detta är som sagt det mest spännande området men en lösning är inte nära, det tar år och vi ser inte ännu humanförsök, förutom att andra sjukdomar nu börjat försök med i Japan (18). Progenitor-celler är kroppsegna vilket innebär att ingen immunosuppression behövs, men kan de stimuleras till att bli insulinproducerande betaceller genom neogenes (“de novo formation, e. g., of b-cells from non-b-cells. When applied to the generation of a new differentiated cell, this concept is usually presented as an alternative to self-replication e.g., a b-cell giving rise to two b-cells by proliferation”. Från den lilla ordboken DRI har i studien ovan)? Det återstår att se.
HELMHOLTZ ZENTRUM MÜNCHEN
Forskare från Köpenhamns universitet samt Helmholtz Zentrum München German research center for environmental research, ledda av professor Henrik Semb, visade i Nature för två veckor sedan tjusigt de signaler som bestämmer ödet för progenitor-celler i ett lab. Semb beskriver deras fynd kort i ett klipp från universitet här 19. När cellerna uttrycks för ett visst protein blir endokrina celler, ett annat protein så blir de till duktala celler (se ordlistan igen för förklaring). Detta regleras genom ett signalsystem kallat Notch, känt i decennier men okänt hur Notch stängs av/på. Semb beskriver det likt ett flipperspel i klippet ovan, beroende på vad de träffar avgör deras öde. Kunskapen kan användas för att ta fram mer effektiva insulinproducerande betaceller från humana stamceller i lab. Samtidigt som stamcellsforskningen gör stora framsteg hela tiden och är ett otroligt spännande område med stor potential för många sjukdomar, finns utmaningar och inte minst eventuell tumörogen risk är inte tillräckligt känd. Sembs team sa förra året; ” Although significant progress has been made towards making insulin producing beta cells in vitro (in the lab), we are still exploring how to mass-produce mature beta cells to meet the future clinical needs. Our current study contributes with valuable knowledge on how to address key technical challenges such as safety, purity and cost-effective manufacturing, aspects that if not confronted early on, could hinder stem cell therapy from becoming a clinically and commercially viable treatment in diabetes.” (20).
Min omedelbara fundering var, kan det fynd Sembs team gjort användas även på progenitor-cellerna likväl, för att påverka självreplikering likt det DRI beskriver ovan? Inte som botemedel men tills vi vet mer om risker med stamceller, för att förbättra behandlingen av insulinberoende diabetes och chanserna till glukoskontroll? Jag frågade Henrik Semb; ”Troligen inte, vårt fynd relaterar inte hur progenitor-celler delar sig, varken i ett organ eller hos en vuxen människa. Fynden visar istället hur progenitorer instrueras att utvecklas till olika cell typer, bl a beta celler. Detta blir användbart då man vill effektivt styra progenitorer från stamceller att bli beta celler och inte någon annan cell.”
Studien 21.
HUMANFÖRSÖK
Det är känt att nervtransmittorn gamma-aminosmörsyra (GABA) har betydelse för både autoimmun diabetes och typ 2 diabetes. Forskning har visat olika nivåer av GABA hos personer med diabetes jämför med friska individer. GABA syntetiseras med hjälp av ett enzym som kallas GAD, dels från aminosyran glutamat i nervceller, men också i de insulinproducerande betacellerna i Langerhanska öar i bukspottskörteln (22). GAD finns i två former, GAD65 och GAD67, och intressant nog är den vanligaste autoantikroppen vid autoimmun diabetes just mot GAD65, oftast benämnd bara som GADA.
GABA´s roll i cellöarna är flera och en är att hämma toxiska vita blodkroppar. En internationell forskargrupp ledd av professor Per-Ola Carlsson vid Uppsalas universitet publicerade våren 2018 två studier där de hade isolerat immunceller från blod från människor och tittat på effekten GABA haft på dessa celler. Först lyckades de bestämma GABA´s fysiologiska koncentrationsnivå i cellöar, och visade att jonkanaler som GABA öppnar blir mer känsliga för GABA vid typ 2 diabetes och att GABA hjälper att reglera insulinsekretionen (23). I den andra studien visade de att GABA hämmade immunceller och minskade utsöndring av flera inflammatoriska molekyler (24).
Diamyd Medical är ett svenskt företag med flera pågående kliniska studier, med lite olika inriktningar (företaget 25, försök 26). Diamyd har utvecklat ett läkemedel, Remygen, baserat på GABA som i ett experimentellt humanförsök skall testas på två olika platser (27). GABA tillsammans med Diamyd (31) vid University of Alabama (läs mer i länkarna ovan) samt endast GABA på 30 vuxna patienter som haft autoimmun diabetes mer än fem år (ReGenerate-1). Jag frågade Per-Ola om status och första patienten startade i måndags förra veckan. Första fasen är en säkerhets och doseskaleringsdel med 6 patienter, för att sedan utökas med 24 patienter till som kommer följas upp till nio månader beroende på vilken doseringsgrupp de tillhör. Efter utvärdering av säkerheten är planen att se om Remygen kan generera ökat antal betaceller och därmed ökad insulinproduktion. Slutgiltigt resultat planeras 2020 enligt Per-Ola. Av hävd är jag skeptisk så jag är tveksam till att detta är ett botemedel. Men igen, all eventuell förbättring av behandlingen av autoimmun diabetes som är möjlig innebär mycket för de miljoner världen över som har sjukdomen, så jag kommer följa upp detta naturligtvis.
OBS! Per-Ola bad mig om hjälp att ragga deltagare till ReGenerate-1. Kriterier är att du skall vara 18-50 år, haft autoimmun diabetes minst 5 år och ha lågt eller obefintligt C-peptid. Intresserad, kontakta studiens koordinator Rebecka.Hilmius@akademiska.se.
SUMMERING
Uppenbarligen har alla några betaceller kvar vid autoimmun diabetes, kliniskt irrelevant och fortsatt innebär sjukdomen absolut insulinbrist. Om och hur eventuellt några celler kan räddas, ökas eller om de ger värdefull information hur vi en dag kan återskapa insulinproduktion, är idag oklart. Det finns ett flertal projekt som idag försöker konvertera alfaceller i langerhanska öarna att bli betaceller, alfaceller undgår angreppet och förstörs således inte hos oss med autoimmun diabetes. Jag kommer skriva om detta igen, jag inväntar resultat från ett par studier.
Forskarna lär oss mycket hela tiden, människokroppen är uppenbarligen komplex. Det kommer inte att finnas ett funktionellt botemedel eller en lösning för förbättrad insulinproduktion förrän autoimmuniteten är löst, men om forskarna löser även den gåtan kan vi inte förlita oss på att nyttja immunosuppression. Annars kommer det inte att vara en lösning för majoriteten av oss.
Trots att diabetesforskningen lider av brist på medel pågår intressanta projekt, på människor likväl. Humanförsök är mer än viktigt, även om experimentell likt GABA så måste vi flytta från djur till människor för att komma vidare. För detta behöver forskningen medel, humanförsök är kostsamma.
Som jag skrev i början, allt som möjligen kan förbättra möjligheterna att behandla sjukdomen är väldigt viktigt. För ett funktionellt botemedel finns många utmaningar och en lång väg att gå, men vi kommer garanterat fortsättningsvis se små steg i rätt riktning. Personligen är jag fortsatt övertygad om att vi kommer se ett botemedel, inte nära i framtiden och definitivt inte om inte forskningen får medel.
Referenser:
- http://www.diabethics.com/diabetes/types/
- http://www.diabethics.com/science/human-prevention-trial-cvb/
- https://www.touchendocrinology.com/articles/progress-islet-transplantation-over-last-15-years
- https://www.nature.com/articles/nrendo.2016.178
- https://www.cityofhope.org/research/research-overview/islet-cell-transplantation-program/ict-patient-information/islet-cell-transplantation-faqs
- http://diabetes.diabetesjournals.org/content/51/6/1754
- https://link.springer.com/article/10.1007/s00125-017-4308-1
- https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00125-018-4763-3
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4362259/
- http://www.diabethics.com/diabetes/cpeptide/
- http://care.diabetesjournals.org/content/38/3/476
- http://care.diabetesjournals.org/content/39/10/1664
- http://care.diabetesjournals.org/content/early/2018/05/14/dc18-0465
- https://news.yale.edu/2017/02/09/yale-scientists-study-how-some-insulin-producing-cells-survive-type-1-diabetes
- https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(17)30040-2
- https://www.diabetesresearch.org/file/research-publications/2018_Pancreatic-Progenitors-There-and-Back-Again_Trends-in-Endocrinology-and-Metabolism.pdf
- https://www.diabetesresearch.org/is-the-pancreas-regeneration-debate-settled
- https://www.jmaj.jp/detail.php?id=10.31662%2Fjmaj.2018-0005
- https://vimeo.com/303012751
- https://www.eurostemcell.org/de/towards-safe-and-scalable-cell-therapy-type-1-diabetes-simplifying-beta-cell-differentiation
- https://www.nature.com/articles/s41586-018-0762-2
- https://www.uu.se/en/news-media/news/article/?id=10440&typ=artikel
- https://www.ebiomedicine.com/article/S2352-3964(18)30098-7/fulltext
- https://www.ebiomedicine.com/article/S2352-3964(18)30103-8/fulltext
- https://www.diamyd.com/docs/About.aspx
- https://www.diamyd.com/docs/clinicalTrials.aspx
- https://www.diamyd.com/docs/pressClips.aspx?ClipID=3085588
- (Swedish only) http://www.diabethics.com/science/Artificial-Pancreas/
- (Swedish only) http://www.diabethics.com/science/autoimmun-diabetes-etiologi/
- (Swedish only) http://www.diabethics.com/science/insulinproduktion/
- (Swedish only) https://www.diabethics.com/science/gad-alum/
Hans Jönsson
Diabethics
https://www.facebook.com/diabethics
https://www.facebook.com/diabethicssverige/
https://www.instagram.com/diabethics