aus der Forschung des Helmholtz Zentrums München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt

Forscher des Helmholtz Zentrums München haben eine Methode gefunden, um die Lunge erkrankter Mäuse dazu zu bringen, zerstörtes Gewebe selbst wieder zu reparieren. „Durch diesen Mechanismus könnte es in Zukunft möglich sein, einen Therapieansatz für die bisher unheilbare chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) zu entwickeln“, sagt Dr. Dr. Melanie Königshoff.

Chronische Bronchitis zu Beginn

In den meisten Fällen ist das Einatmen von Zigarettenrauch die Ursache einer COPD. Selbst das Passivrauchen kann bereits die Krankheit auslösen, aber auch das regelmäßige Einatmen von staubreicher Luft. Darüber hinaus vermuten die Experten weitere Risikofaktoren. Bei den meisten Menschen beginnt die Krankheit mit einer chronischen Bronchitis, die sich durch Husten und beginnende Atemnot bemerkbar macht. Schreitet sie weiter fort, kommt es zur dauerhaften Zerstörung von Lungengewebe, da Gewebeverletzung und Reparaturprozesse nicht mehr im Gleichgewicht stehen.
 

Ohne Signale bildet sich kein Lungengewebe

Die Forscher um Melanie Königshoff fanden nun heraus, dass bei an einem Emphysem erkrankten Mäusen der sogenannte WNT-Signalweg inaktiv ist. Dieser Signalweg spielt vor allem während der Embryonalentwicklung eine wichtige Rolle: „Ist er in dieser Phase ausgeschaltet, kann der Embryo keine Lunge entwickeln“, erklärt Königshoff. Die Signalgebung erfolgt dabei über die Bindung von WNT-Proteinen an Rezeptoren in der Zellmembran. Durch diese Bindung wird in der Zelle ein bestimmtes Protein, das Beta-Catenin, auf den Weg in den Zellkern zum Erbmaterial geschickt. Dort aktiviert es eine Vielzahl von Genen, die wiederum die Entwicklung von Lungengewebe vorantreiben.

Reaktivierter Signalweg verbessert die Lungenarchitektur

Im Erwachsenenalter ist der WNT-Signalweg vermutlich nur noch in wenigen Stammzellen aktiv, aber auch weiterhin an Reparaturmechanismen des Lungengewebes beteiligt. „Wir haben uns daher überlegt, dass ein gezielt aktivierter WNT-Signalweg vielleicht dazu führen kann, zerstörtes Lungengewebe wieder aufzubauen“, sagt Königshoff. An Mäusen mit fortschreitendem Emphysem gelang es den Wissenschaftlern, durch die Gabe von Lithiumchlorid diesen Signalweg wieder in Gang zu bringen. Das Ergebnis bestätigte die Vermutung: Bei aktivem WNT-Signalweg bildete sich in der Lunge deutlich weniger Emphysem. War das Emphysem bereits vorhanden, verbesserte sich die Lungenstruktur wieder und neue Lungenbläschen wurden gebildet. Beides führte zu einer Steigerung der Lungenfunktion. „Die Aktivierung des WNT-Signalweges zeigt sowohl eine präventive als auch eine therapeutische Wirkung“, sagt Königshoff. „Sie reduziert die Bildung des Emphysems beim Ausbrechen der Krankheit und kann das Fortschreiten nicht nur aufhalten, sondern das zerstörte Gewebe sogar wieder reparieren.“

Von der Maus zum Menschen

Bisher wissen die Forscher nur, dass ihr Ansatz funktioniert: Eine erkrankte Lunge kann sich durch die WNT-Aktivierung wieder selbst reparieren. Wie der Signalweg der Lunge diese Fähigkeit verleiht und welche genauen Mechanismen den Reparaturprozessen zugrunde liegen, wissen sie jedoch nicht. Ziel ihrer Forschung ist es nun, diese Rätsel aufzudecken. Außerdem fanden alle bisherigen Experimente an COPD-kranken Mäusen statt. „Wir wollen unseren Ansatz jetzt auf menschliches Gewebe übertragen, denn bisher wissen wir ja nur, dass er in der Maus funktioniert“, sagt Melanie Königshoff. „Wenn wir die Selbstreparatur auch in der menschlichen Lunge anschalten könnten, wäre das ein Schritt zu einer Therapie von COPD.“

Andreas Fischer