Die nächsten Schritte auf dem Weg zum künstlichen Pankreas

Closed-Loop-Systeme bewähren sich mittlerweile bereits in der klinischen Praxis. Doch die Entwicklung geht weiter. Neue Algorithmen kommen ohne Kalorienangaben aus und die Pumpen können zusätzlich zu Insulin auch mit Glukagon oder anderen Hormonen geladen werden.

Time in Auto Mode verbessern

Das 670G Hybrid Closed Loop (HCL) System besteht aus der MiniMed 670G Insulinpumpe und dem Guardian Sensor 3 CGM. Das System automatisiert die Gabe von Basalinsulin, während die Bolusgabe manuell erfolgen muss. Ob solche Systeme den Patienten Vorteile bringen, hängt nicht zuletzt von der Zeit ab, in der der automatische Modus verwendet wird („Time in Auto Mode“). Dr. Dick Mul vom „Diabeter“-Diabeteszentrum in den Niederlanden verweist auf Untersuchungen, die zeigen, dass die Time in Auto Mode mit dem 670G HCL im ersten Jahr der Anwendung von durchschnittlich 74% auf 35% zurückgeht. Diabeter kombinierte die Einführung des 670G HCL mit einem umfassenden und strukturierten Edukationsprogramm sowie mit fortgesetztem Support. Nun wurden die Ergebnisse in Form einer Studie analysiert, um einerseits zu evaluieren, ob diese Supportmaßnahmen die Time in Auto Mode verbessern und ob dies Einfluss auf die glykämische Kontrolle (in diesem Fall die Time in Range) hat. Die Antwort lautet zweimal Ja. Die Time in Auto Mode blieb über mittlerweile mehr als ein Jahr stabil zwischen 84% und 95%. Dies war assoziiert mit einer Verbesserung der Time in Range um 11% nach Einführung des Closed Loop, die über die Beobachtungszeit stabil blieb. Dies wiederum war verbunden mit einer Reduktion der Zeit in Hypoglykämie um 0,5% sowie der Zeit in Hyperglykämie um 11%. Man könne also anhand der aktuell verfügbaren Daten davon ausgehen, dass das Diabeter-Programm Patienten dabei hilft, ihre Zeit im Automatik-Modus des Closed Loop zu verlängern und damit ihre Blutzuckereinstellung zu verbessern.¹

Bolus-Automatismus nach qualitativer Information

Der nächste Schritt über den Hybrid Closed Loop hinaus ist der Advanced Closed Loop, der auf automatischen Korrekturschritten in Form eines Autobolus im engen Zeitabstand basiert. Im Fall des „MiniMed 780G“-Systems sind das Fünf-Minuten-Abstände, mit denen Glukoseziele von 100 oder 120mg/dl angestrebt werden. Damit soll der automatisierte Algorithmus annähernd physiologische Blutzuckerprofile möglich machen. Im Rahmen des EASD 2020 präsentierte Dr. Anders Carlson die Ergebnisse einer Studie mit 39 Jugendlichen und 118 Erwachsenen, die das System für 45 Tage mit einem Glukoseziel von 100 oder 120mg/dl verwendeten und dann auf das jeweils andere Ziel umgestellt wurden. Endpunkte waren Sicherheit sowie Veränderung des HbA_1c, der Sensor-Glukose, der Time in Range (70–180mg/dl) sowie der Zeiten oberhalb und unterhalb dieser Range.

Der Auto-Modus wurde mindestens 95% der Zeit genutzt, 22% der Bolusgaben entfielen auf die Autokorrektur. Die Auswertungen ergaben, dass das AHCL-System sicher ist und seine Aufgaben erfüllt. So nahm die Time in Range in der Gesamtpopulation der Studie von 68,8% auf 74,5% zu, Besonders deutlich war die Verbesserung bei den jugendlichen Teilnehmern. Dies wurde nicht durch vermehrte Hypoglykämien erkauft. Die eingesetzte tägliche Insulinmenge nahm in allen Gruppen zu, was vor allem auf vermehrtes Bolus-Insulin zurückzuführen ist. Diese Ergebnisse lassen sich, so Carlson, in eine bessere Erreichung der in den Leitlinien vorgegebenen Ziele übersetzen. So erreichten bei Einschluss in die Studie 45% der Patienten das Ziel von 70% Time in Range. In der Gruppe mit Ziel 120mg/dl waren es mit AHCL 69% und mit dem aggressiveren Modus 75%. Ebenso erreichten signifikant mehr Patienten das Ziel von maximal 4% „Time below Range“. Das HbA_1c wurde in der kurzen Beobachtungszeit numerisch um rund ein halbes Prozent reduziert. Während der Studie kam es zu keinen Episoden schwerer Hypoglykämie oder zu diabetischen Ketoazidosen. Es wurden keine mit dem Device in Zusammenhang stehenden schweren Hypoglykämien festgestellt.²

Insulin und Glukagon in der vollautomatisierten Pumpe

Während die Systeme MiniMed 670G und 780G bereits eine CE-Kennzeichnung haben, befindet sich das iLet bionic pancreas noch in der Phase der klinischen Evaluierung. Es soll noch einen Schritt weiter in Richtung Imitation der natürlichen Funktionen des Inselorgans gehen. Das System adaptiert sich automatisch an den Insulinbedarf des Patienten. Für die Bolusgabe werden keine quantitativen Angaben zu Kohlenhydraten, sondern lediglich deskriptive Informationen zur Art der Mahlzeit benötigt. Darüber hinaus kann das System einerseits Insulin alleine verabreichen, ist aber andererseits auch für den bihormonalen Betrieb mit Insulin und Glukagon ausgelegt. Im Rahmen des EASD 2020 präsentierte Dr. Jordan Sherwood vom Diabetes Research Center am Massachusetts General Hospital in Boston eine kleine Vergleichsstudie zwischen den beiden Betriebsarten des iLet. Dabei kamen die Insuline Lispro oder Aspart sowie ein stabiles „Pumpenglukagon“ namens Dasiglucagon zum Einsatz, das von der Pumpe in wässriger Lösung in Mikrodosen abgegeben wurde. Die zehn Probanden mit Typ-1-Diabetes testeten das System für jeweils eine Woche im mono- oder bihormonalen Modus unter Alltagsbedingungen. Angestrebt wurde ein Glukoseziel von 110mg/dl. Die Studie zeigte eine Verbesserung der glykämischen Kontrolle mit dem bihormonalen System. Der durchschnittliche Glukosewert der gesamten Studiengruppe ging von 149±13 mg/dl auf 139±11 mg/dl zurück (p=0,004) während die Hypoglykämiezeiten numerisch, aber nicht signifikant verkürzt wurden. Eine Analyse der individuellen Daten zeigte bei acht der zehn Patienten eine signifikante Reduktion des durchschnittlichen Zuckers, der nur bei zwei Patienten unverändert blieb. Weitere Studien mit dem iLet Bionic Pancreas sind im Laufen. Sherwood unterstreicht nicht zuletzt die Flexibilität des Geräts, dass sowohl im mono- als auch im bihormonalen Modus betrieben werden kann. Sollte das iLet Bionic Pancreas den Weg auf den Markt finden, wird diese Option die Möglichkeiten der Individualisierung der Therapie verbessern³.

Pankreasfunktion jenseits von Insulin und Glukagon

Doch Insulin und Glukagon sind nicht die einzigen Hormone, die ein gesundes Pankreas produziert. Gemeinsam mit Insulin wird von der Betazelle auch Amylin ausgeschüttet, das die postprandiale Glukagonsekretion supprimiert und die Magenentleerung verlangsamt. Mit Pramlintid befindet sich aktuell ein synthetisches Analogon von Amylin in fortgeschrittener klinischer Entwicklung. An der McGill University in Kanada wurde nun die Kombination von Insulin und Pramlintid in der Pumpe eines Closed-Loop-Systems untersucht. Dabei kam ein vollautomatisierter Pumpenalgorithmus zum Einsatz, mit dem nicht nur das Erfordernis des Kalorienzählens, sondern auch das der Ankündigung von Mahlzeiten entfällt. Synchron mit Insulin Fiasp setzte die Pumpe auch Pramlintid frei. Die nun von Dr. Michael Tsoukas von der McGill University in Montreal präsentierte Studie verglich dieses Closed-Loop-System mit einem konventionellen Closed Loop, der zu den Mahlzeiten die Eingabe von Kalorien erfordert. Für die Zeit der Intervention wurden die Patienten zweimal über 24 Stunden hospitalisiert. Die Studie war auf Non-Inferiority gepowered und erreichte alle Endpunkte, namentlich hinsichtlich Time in Range sowie Hypo- und Hyperglykämiezeiten zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den Gruppen. Die Zeit in Hypoglykämie war jedoch mit der dualen Pumpe numerisch geringer. Allerdings wurde mit der dualen Pumpe auch eine größere postprandiale Glukoseexkursion beobachtet. Häufigste Nebenwirkung mit der dualen Pumpe waren gastrointestinale Symptome, die auf die Wirkung von Pramlintid zurückzuführen sind.⁴

Quellen:
1 Mul D et al.: Increased time in range and sustained Auto Mode use in 670G hybrid closed-loop system users: real world experience in DIABETER. Presented at EASD 2020, OP 170
2 Carlson A et al.: Glycaemic outcomes and the importance of active insulin time in the pivotal trial of the MiniMedTM Advanced Hybrid Closed-Loop (AHCL) system. Presented at EASD 2020, OP 169
3 Sherwood JS et al.: Individual response of automated glycaemic control with the iLet bionic pancreas in the insulin-only vs bihormonal configuration with a stable glucagon analogue, dasiglucagon. Presented at EASD 2020, OP 172
4 Tsoukas M et al.: Novel fully automated fiasp-plus-pramlintide artificial pancreas for type 1 diabetes: randomised controlled trial. Presented at EASD 2020, OP 174