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13. August 2018 Idiopathische pulmonale Lungenfibrose: Entstehungsmechanismus aufgedeckt

Die idiopathische pulmonale Lungenfibrose (IPF) ist eine unheilbare Lungenerkrankung mit unbekannter Entstehung und eingeschränkten Therapiemöglichkeiten. In der Forschung zeichnet sich ab, dass das Signalmolekül WNT-5A eine wichtige Rolle für den Krankheitsverlauf spielt. Nun ist einer Gruppe von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Helmholtz Zentrums München gemeinsam mit Kollegen der Universität Denver ein weiterer Schritt gelungen, die Mechanismen der Fibroseentstehung aufzudecken: Bei einer IPF treten vermehrt sog. extrazelluläre Vesikel auf, die die WNT-5A-Signale zu den Lungenzellen tragen. Die Studie im American journal of respiratory and critical care medicine liefert also einen weiteren pharmakologischen Biomarker und einen möglichen Therapieansatz.
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Bei einer Lungenfibrose kommt es zu einer gesteigerten Bildung von Bindegewebe in der Lunge, sodass das funktionsfähige Lungengewebe vernarbt (=Fibrosierung). Dadurch nimmt die innere Oberfläche der hauchfeinen Lungenbläschen und die Dehnbarkeit der Lunge ab, weshalb die Aufnahme von Sauerstoff und die Abgabe von Kohlendioxid behindert wird. Resultat ist eine Einschränkung der Lungenfunktion. Die IPF ist eine besonders aggressive Form, die sich nicht auf eine bestimmte Ursache zurückführen lässt. Die Beschwerden verstärken sich schnell. Bisherige Medikamente können das Fortschreiten der Krankheit verzögern, aber nicht dauerhaft stoppen.

Deshalb wird weiterhin an der Aufklärung der Mechanismen geforscht, die hinter der krankhaften Gewebsveränderung stehen. Ein Ansatz, der in der Abteilung Lung Repair and Regeneration (LRR) und dem Institut für Lungenbiologie (ILBD) des Helmholtz Zentrums München seit einigen Jahren intensiv verfolgt wird, zielt auf die Beeinflussung des sog. WNT-Signalwegs ab. So ist bereits bekannt, dass das Signalmolekül WNT-5A dafür verantwortlich ist, die Vermehrung der Bindegewebszellen in der Lunge anzuregen.

Bläschen transportieren Signal zur Vernarbung

Nun stellte die Forschergruppe der Abteilung LRR unter Leitung von Dr. Dr. Melanie Königshoff fest, dass extrazelluläre Vesikel höchstwahrscheinlich ebenso am Krankheitsverlauf der IPF beteiligt sind. „Dabei handelt es sich vereinfacht gesagt um kleine Bläschen, die von Zellen freigesetzt werden und eine Vielzahl an Botenstoffen wie zum Beispiel Proteine und Nukleinsäuren beinhalten können“, beschreibt Dr. Mareike Lehmann, eine Autorin der Studie. „Sie sind ein wichtiges Kommunikationsmittel zwischen verschiedenen Zellen und Organen und können dazu beitragen, dass die Stoffe zu komplett neuen Wirkungsorten gelangen.“
 
Extrazelluläre Vesikel im Elektronenmikroskop
© Helmholtz Zentrum München
Extrazelluläre Vesikel im Elektronenmikroskop © Helmholtz Zentrum München

Ob und wie extrazelluläre Vesikel bei IPF eine Rolle spielen, war bislang unklar. „In der Studie konnten wir aufzeigen, dass bei Patienten mit IPF erhöhte Level an extrazellulären Vesikeln auftreten und diese wiederum als Träger für das WNT-5A fungieren“, erklärt Erstautorin Aina Martin-Medina. „Diese Ergebnisse konnten wir auch im Versuchsmodell bestätigen." Zudem konnten die Autoren in der Petrischale zeigen, dass eine Reduzierung der Vesikel die Vernarbung des Gewebes mindert.

In weiteren präklinischen Studien wollen die Forscher nun die Eignung der extrazellulären Vesikel als pharmakologische Biomarker sowie einen möglichen therapeutischen Ansatz prüfen.

Quelle: Helmholtz Zentrum München

Literatur:

Martin-Medina A, Lehmann M, Burgy O et al.
Increased Extracellular Vesicles Mediate WNT-5A Signaling in Idiopathic Pulmonary Fibrosis.
Am J Respir Crit Care Med 2018. doi:10.1164/rccm.201708-1580OC.


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