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Neue Untersuchungsmethode an Lungengewebe erlaubt verbesserte Medikamenten-Testung

30.04.2015

Wissenschaftlern am Helmholtz Zentrum München ist es erstmals gelungen, an dreidimensionalen, menschlichen Lungengewebsproben den Einfluss neuer Therapieansätze für die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD*) zu erproben. Die Ergebnisse sind nun im Fachjournal European Respiratory Journal veröffentlicht.

Einem Team um Dr. Dr. Melanie Königshoff und der Doktorandin Franziska Uhl am Comprehensive Pneumology Center des Helmholtz Zentrums München ist es nun zusammen mit klinischen Partnern erstmals gelungen, an dreidimensionalem, lebendem, menschlichem Lungengewebe zu forschen. Die Forscher griffen dabei auf eine Vielzahl chemischer, biologischer und bildgebender Verfahren zurück.


Bild: v.l. Königshoff, Uhl. Quelle: HMGU

„Wir konnten so zeigen, dass die Aktivierung des Wnt/beta-Catenin**-Signalweges eine Reparatur in dem kranken Lungengewebe anstößt, die abhängig ist vom Erkrankungsstadium des Patienten“, sagt Uhl. Mit ihrem Verfahren etablierten Königshoff und ihr Team völlig neue Möglichkeiten zur Bewertung pathologischer Veränderungen, zu funktionalen Studien und insbesondere auch zur Erprobung pharmazeutischer Wirkstoffe, die unter den früheren Versuchsbedingungen nicht mögliche gewesen wären.

Großer Fortschritt mit neuer Methode

„Bisher benutzte Zellkulturen von Versuchstieren oder Menschen in der Petrischale waren auf zwei Dimensionen und auf einzelne Zeitpunkte beschränkt“, erklärt Königshoff. Die neue Methode erlaubt es, krankes Lungengewebe von Patienten sowie mögliche Reparaturmechanismen in 3D und mit hoher zeitlicher Auflösung zu beobachten. So entstanden räumlich und zeitlich hoch aufgelöste Bilder des erkrankten Lungengewebes, an denen man Veränderungen in und an den Lungenbläschen gut ablesen kann.

Mit dieser Methode schließt sich die Lücke, die bisher zwischen der Identifizierung von Wirkstoffen, deren Testung in der präklinischen Forschung und deren Anwendung am Patienten bestand. „Wir hoffen auf diesem Weg langfristig Therapien entwickeln zu können, die eine Reparatur des Lungengewebes im Patienten selbst anstoßen“, sagt Königshoff.

Das Forscherteam will im nächsten Schritt die Studie auf eine zahlenmäßig breitere Basis stellen, weitere neue Therapieansätze testen und die Analyse auf andere Lungenkrankheiten wie etwa die Lungenfibrose und den Lungenkrebs ausdehnen.
Weitere Informationen

Hintergrund:

*COPD steht für chronisch obstruktive Lungenerkrankung (chronic obstructive pulmonary disease); sie wird hervorgerufen durch eine chronisch entzündliche Lungenerkrankung, die zu einer Verengung der kleineren Atemwege führt. Sie tritt in erster Linie bei Rauchern auf und wird oft begleitet von übermäßiger Schleimproduktion und Atemnot bei Belastung.

Bei der COPD handelt sich um eine chronisch entzündliche Lungenerkrankung. Schätzungsweise 13 Prozent der Erwachsenen über 40 Jahren leiden in Deutschland daran. Die Erkrankung verursacht einen hohen volkswirtschaftlichen Schaden. Sie ist durch übermäßige Schleimproduktion und Atemnot bei Belastung sowie einem Verlust von funktionellem Lungengewebe, den Lungenbläschen, gekennzeichnet.

COPD ist zum jetzigen Zeitpunkt nicht heilbar, man kann lediglich den Verlauf verlangsamen. Eine Lungentransplantation ist die einzige Rettungsmöglichkeit, die aber durch die geringe Anzahl von Spenderorganen immer noch die Ausnahme bleibt.

**Der Wnt-Signalweg ist einer von vielen Wegen zur Weitergabe von Signalen, durch die Zellen auf äußere Veränderungen reagieren können. Der Signalweg ist nach seinem Hauptakteur „Wnt“ benannt, einem Signalprotein, das als lokaler Vermittler eine wichtige Funktion bei der Entwicklung verschiedener tierischer Zellen einnimmt. An der Weiterleitung der Signale sind zahlreiche Proteine beteiligt, darunter das beta-Catenin.

Original-Publikation

Preclinical validation and imaging of Wnt-induced repair in human 3D lung tissue cultures. DOI: 10.1183/09031936.00183214

Weitere Informationen:

http://www.helmholtz-muenchen.de/aktuelles/uebersicht/pressemitteilungnews/artic...

Michael van den Heuvel | Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

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