Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

COPD – veränderte Lunge, verändertes Mikrobiom

14.07.2017

Bei einer chronisch obstruktiven Lungenerkrankung, kurz COPD, kann es mit der Zeit zu strukturellen Veränderungen in der Lunge kommen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München konnten zeigen, dass diese Änderungen nicht nur das Organ selbst betreffen, sondern auch die Bakterien, die in ihm leben. Die Ergebnisse wurden jetzt in ‚PLOS ONE‘ publiziert.

Husten, Atembeschwerden und starke Schleimproduktion der Lunge sind typische Symptome einer COPD. Die Krankheit wird oft durch Rauchen ausgelöst und könnte nach Schätzungen der Weltgesundheitsorganisation WHO im Jahr 2030 die dritthäufigste Todesursache weltweit sein.


Infografik zur Publikation Engel et al.

Quelle: Helmholtz Zentrum München / Marion Engel

„Innerhalb der COPD gibt es verschiedene Subtypen, die sich beispielsweise durch quantitative Computertomographie (qCT)* nachweisen lassen“, erklärt PD Dr. Wolfgang zu Castell, Leiter der Abteilung Scientific Computing (ASC) am Helmholtz Zentrum München.

„Wir wollten untersuchen, ob sich das Mikrobiom der Lunge in Abhängigkeit dieser Subtypen verändert“, ergänzt Prof. Dr. Michael Schloter, Leiter der Abteilung für vergleichende Mikrobiomanalysen (COMI) am Helmholtz Zentrum München.

Mikrobiom und CT Scans analysiert

Dazu untersuchten Wissenschaftler beider Abteilungen Proben von neun gesunden und 16 erkrankte Probandinnen und Probanden. Diese hatten an der Europa-weiten EvA (Emphysema versus Airway Disease) Studie zu Lungenerkrankungen teilgenommen.

Zum einen analysierten die Forscher die Lungen mittels qCT und ordneten die Patienten gegebenenfalls den COPD-Subtypen zu. Zum anderen nutzten sie Abstriche der Lungen, um anhand bestimmter Markergene die Zusammensetzung des Lungenmikrobioms zu bestimmen.

„Dabei konnten wir zeigen, dass die Zusammensetzung der Bakteriengemeinschaft in der Lunge von COPD-Patienten ohne Veränderungen der Lungenstruktur der von Gesunden sehr ähnlich ist“, erklärt Dr. Marion Engel, Wissenschaftlerin in der Arbeitsgruppe Komplexe Systeme bei ASC und Erstautorin der Studie. „Dahingegen unterscheidet sich das Lungenmikrobiom von Erkrankten mit strukturellen Veränderungen der Lunge signifikant von denen der beiden anderen Gruppen, und das unabhängig von der Schwere der Erkrankung.“

Streptokokken unter Verdacht

Der Studie zufolge treten in strukturell veränderten Lungen besonders oft Streptokokken auf. Zu dieser Gattung gehören viele pathogene Vertreter, die auch häufig bei Exazerbationen** nachgewiesen werden. In der Lunge von Gesunden dagegen fanden sich vermehrt Bakterien der Gattung Prevotella, denen auch eine Reihe von probiotischen Eigenschaften zugeschrieben werden.

Zusammengefasst deuten die Ergebnisse darauf hin, dass bei bestimmten Subtypen einer COPD Veränderungen der Bakteriengemeinschaften in der Lunge auftreten, die die Ansiedlung potentiell krankheitserregender Bakterien begünstigen können, so die Autoren. Im Sinne einer personalisierten Therapie sei es daher sinnvoll, auch das Mikrobiom im Blick zu haben: Etwa bei einer Abwägung, ob bei einem Patienten mit bestimmten COPD-Subtyp Antibiotika oder Glukokortikoide verabreicht werden.

Weitere Informationen

* Im Gegensatz zur herkömmlichen Computertomographie (CT) bestimmen quantitative (q) Verfahren die physikalische Dichte sehr genau.
** Exazerbationen bezeichnen eine teilweise schubweise Verschlimmerung des Krankheitsbildes.

Hintergrund:
Dass Bakterien in der Lunge vorkommen, ist vollkommen normal. Auch war bereits bekannt, dass sich die Zusammensetzung der bakteriellen Gemeinschaften in der Lunge von Menschen mit COPD mit fortschreitender Erkrankung verändert und pathogene Bakterien und Viren eine Verschlechterung des Gesundheitszustands verursachen können, so die Autoren. Neu ist vor allem, dass strukturelle, im CT nachweisbare Veränderungen in der Lunge COPD-Kranker im Zusammenhang mit der Zusammensetzung des Lungenmikrobioms stehen, nicht aber die Schwere der Erkrankung.

Original-Publikation:
Engel, M. et al. (2017): Influence of Lung CT Changes in Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) on the Human Lung Microbiome. PLOS ONE, DOI: 10.1371/journal.pone.0180859

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. http://www.helmholtz-muenchen.de

Die Abteilung Scientific Computing (ASC) verwaltet die zentrale Datenverarbeitung am Helmholtz Zentrum München und organisiert die professionelle ICT-Unterstützung. Darüber hinaus obliegt dem Institut der Forschungsbereich Scientific Computing, wissenschaftliches Rechnen, bei dem mathematische Methoden für numerische Analysen und Simulationen in biologischen Modellen entwickelt und angewandt werden. http://www.helmholtz-muenchen.de/asc

Die Abteilung für Vergleichende Mikrobiomanalysen (COMI) untersucht elementare Prinzipien der Entwicklung von Mikrobiomen und deren Funktionen in unterschiedlichen Wirten. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Erforschung von Netzwerkstrukturen und deren Rolle für Resilienz gegenüber Stressoren und sich verändernden Bedingungen. Ziel ist es generelle Mechanismen der Strukturbildung von Mikrobiomen zu identifizieren, die unabhängig vom jeweiligen Wirt beziehungsweise Umwelt ablaufen. Basierend auf den Ergebnissen sollen Möglichleiten der Stabilisierung von Mikrobiomen erarbeitet werden, die dann unmittelbaren Einfluss auf die Gesundheit der jeweiligen Wirte haben. Mit diesem Forschungsansatz steht die Abteilung an der Schnittstelle zwischen die Forschungsfelder „Umwelt“ und „menschliche Gesundheit“ am Helmholtz Zentrum München. http://www.helmholtz-muenchen.de/comi

Ansprechpartner für die Medien:
Abteilung Kommunikation, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel. +49 89 3187 2238 - Fax: +49 89 3187 3324 - E-Mail: presse@helmholtz-muenchen.de

Fachliche Ansprechpartnerin:
Dr. Marion Engel, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH), Abteilung Scientific Computing, Ingolstädter Landstr. 1, 85764 Neuherberg - Tel. +49 89 3187 1226 - E-Mail: marion.engel@helmholtz-muenchen.de

Weitere Informationen:

http://www.helmholtz-muenchen.de/presse-medien/pressemitteilungen/alle-pressemitteilungen/index.html - Weitere News aus dem Helmholtz Zentrum München (mit Themenfilterfunktion)

Sonja Opitz | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Weitere Berichte zu: COPD CT Helmholtz Lunge Mikrobiom Scientific Computing

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Adenoviren binden gezielt an Strukturen auf Tumorzellen
23.04.2018 | Eberhard Karls Universität Tübingen

nachricht Software mit Grips
20.04.2018 | Max-Planck-Institut für Hirnforschung, Frankfurt am Main

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Im Focus: Molecules Brilliantly Illuminated

Physicists at the Laboratory for Attosecond Physics, which is jointly run by Ludwig-Maximilians-Universität and the Max Planck Institute of Quantum Optics, have developed a high-power laser system that generates ultrashort pulses of light covering a large share of the mid-infrared spectrum. The researchers envisage a wide range of applications for the technology – in the early diagnosis of cancer, for instance.

Molecules are the building blocks of life. Like all other organisms, we are made of them. They control our biorhythm, and they can also reflect our state of...

Im Focus: Metalle verbinden ohne Schweißen

Kieler Prototyp für neue Verbindungstechnik wird auf Hannover Messe präsentiert

Schweißen ist noch immer die Standardtechnik, um Metalle miteinander zu verbinden. Doch das aufwändige Verfahren unter hohen Temperaturen ist nicht überall...

Im Focus: Software mit Grips

Ein computergestütztes Netzwerk zeigt, wie die Ionenkanäle in der Membran von Nervenzellen so verschiedenartige Fähigkeiten wie Kurzzeitgedächtnis und Hirnwellen steuern können

Nervenzellen, die auch dann aktiv sind, wenn der auslösende Reiz verstummt ist, sind die Grundlage für ein Kurzzeitgedächtnis. Durch rhythmisch aktive...

Im Focus: Der komplette Zellatlas und Stammbaum eines unsterblichen Plattwurms

Von einer einzigen Stammzelle zur Vielzahl hochdifferenzierter Körperzellen: Den vollständigen Stammbaum eines ausgewachsenen Organismus haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Berlin und München in „Science“ publiziert. Entscheidend war der kombinierte Einsatz von RNA- und computerbasierten Technologien.

Wie werden aus einheitlichen Stammzellen komplexe Körperzellen mit sehr unterschiedlichen Funktionen? Die Differenzierung von Stammzellen in verschiedenste...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zur Digitalisierung

19.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Moleküle brillant beleuchtet

23.04.2018 | Physik Astronomie

Sauber und effizient - Fraunhofer ISE präsentiert Wasserstofftechnologien auf Hannover Messe

23.04.2018 | HANNOVER MESSE

Fraunhofer IMWS entwickelt biobasierte Faser-Kunststoff-Verbunde für Leichtbau-Anwendungen

23.04.2018 | Materialwissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics