pRoJEkTE - Fraunhofer ITEM
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Geschäftsfeld 2 Präklinische Pharmakologie Projekte Verbessertes Lungenfibrosemodell mit repetitiven Lungenfunktionsmessungen Makrophagen, Neutrophile und Lymphozyten. Zu beiden Zeitpunkten war die Dehnbarkeit der Lunge deutlich vermindert und der Gewebe- und/oder Atemwegswiderstand erhöht. Das »Recruitment«-Manöver zeigte eine verminderte Lungen- Die Bleomycin-induzierte Lungenfibrose in Nagern ist ein Compliance und damit eine viel geringere Rekrutierbarkeit Modell zur Wirkungsprüfung von Medikamenten für die idio- der Alveolen. Das 2-Dosen-Schema ergab eine homogenere pathische pulmonale Fibrose (IPF). Am Fraunhofer ITEM wurde Fibrose-Ausprägung. Die Lungenfunktionstests bewährten sich ein Modell in Ratten etabliert, bei dem invasive, aber wieder- beim Monitoring der Fibroseentwicklung ohne Zerstörung des holbare Lungenfunktionstests eingesetzt werden. Wistar-Ratten Organismus und können möglicherweise eine Abnahme der wurden mithilfe eines MicroSprayers® an einem oder zwei Tagen Lungensteifigkeit anzeigen, bevor diese histologisch nachweis- intratracheal mit einem Bleomycin-Aerosol behandelt. An Tag bar ist. In Kombination mit pathologischen Untersuchungen 14 wurden die Lungen-Compliance und -Resistance der narko- verbessern sie dieses Modell zur präklinischen Prüfung neuer tisierten, spontan atmenden Ratten gemessen, mit anschließen- Medikamente gegen IPF. dem »Recruitment«-Manöver. An Tag 21 wurde die Lungenfunktion erneut gemessen, die Lungen wurden anschließend Kontakt lavagiert und fixiert. An Tag 21 zeigte sich histologisch in beiden Dr. Heinz-Gerd Hoymann Bleomycin-Gruppen eine ausgeprägte alveoläre/interstitielle Telefon +49 511 5350-404 Fibrose mit erhöhtem Kollagenanteil sowie erhöhte Werte für [email protected] Inhalierbarer Influenza-Impfstoff Der neuartige Impfstoff besteht im Wesentlichen aus dem wirksamen Influenza-Antigen, das am Fraunhofer CMB in Pflanzen produziert und am Fraunhofer ITEM an inhalierbare Obwohl klassische Impfungen der einzig wirksame Schutz Nanopartikel aus Siliziumdioxid gebunden wurde. Die toxikolo- gegen eine Influenza sind, nutzt nur ungefähr ein Fünftel der gische und pharmakologische Wirksamkeit des Nano-Vakzins Bevölkerung diese Präventionsmöglichkeit. Die hohe Variabi­ wurde am Fraunhofer ITEM an menschlichen Präzisions-Lungen- lität von Grippeviren erfordert zudem Impfstoffe, die im Fall schnitten getestet. Die verwendeten niedrigen Konzentrationen einer drohenden Pandemie schnell und kostengünstig produ- zeigten kaum unerwünschte Nebenwirkungen. Der neue Impf- ziert und einfach verabreicht werden können. Gemeinsam mit stoff reaktivierte eine deutliche T-Zell-Immunantwort gegen das dem HZI und dem Fraunhofer CMB in den USA entwickeln Influenzaprotein. Dabei haben die Nanopartikel zwei wesent­ und testen Fraunhofer-Wissenschaftler daher einen neuartigen liche Funktionen: sie stabilisieren den Wirkstoff und sie verstär- Grippeimpfstoff, der an Nanopartikel gebunden ist und inha- ken seine Wirkung (Neuhaus, V. et al., 2013). liert wird. Der Vorteil dieses Impfstoffs ist, dass er die Immun­ antwort am Ort der Infektion, also in der Lunge induziert und Kontakt dass er Nadel-frei per Inhalation appliziert werden kann und Dipl.-Ing. Vanessa Neuhaus damit von Patienten wahrscheinlich besser akzeptiert wird. Telefon +49 511 5350-202 [email protected] 34 I 35 Obwohl die klassische Impfung einen guten Schutz gegen Influenza bietet, nutzen vergleichsweise wenige Menschen diese Präventionsmöglichkeit. Bessere Akzeptanz verspricht man sich von einer Nadel-freien Alternative: einem neuartigen, an Nano­ partikel gebundenen Grippeimpfstoff, der inhaliert wird. Weltweit erster Lungenfunktionsmessplatz für Weißbüschelaffen Bronchien verengende Substanz (Methacholin) in den beiden vorhandenen Modellen der akuten und der allergischen Lungenentzündung zu untersuchen. In beiden WeißbüschelaffenModellen für obstruktive Lungenerkrankung des Menschen Wissenschaftler der Fraunhofer-ITEM-Forschungsgruppe haben konnten sie so eine Atemwegshyperreagibilität (AHR) gegen- am Deutschen Primatenzentrum in Göttingen den weltweit über Methacholin nachweisen. Damit wurde für die Modelle ersten Lungenfunktionsmessplatz errichtet, mit dem umfang- im nichtmenschlichen Primaten ein neuer, für den Menschen reiche Lungenparameter bei Weißbüschelaffen (Callithrix jac- relevanter Untersuchungsparameter definiert. Bei umfang­ chus) erfasst werden können. Lungenfunktionsmessungen an reichen Lungenfunktionsmessungen erwies sich der Weiß­ translationalen Modellen in nichtmenschlichen Primaten (NMP) büschelaffe als vielversprechendes translationales Modell zur sind unerlässlich, da sie Bestandteil der Sicherheits- und Wirk- Prüfung humanspezifischer entzündungshemmender Medi­ samkeitsprüfung neuer Arzneimittelkandidaten sind. An dem kamente (Curths, C. et al., 2014). neu entwickelten Lungenfunktionsmessplatz kann eine fest­ gelegte Dosis einer Provokationssubstanz inhalativ verabreicht Kontakt und gleichzeitig die Lungenfunktion gemessen werden. Wie Tierarzt Sascha Knauf, Ph. D. beim Menschen verwendeten die Forscher das Lungenfunk­ Telefon +49 551 3851-259 tionsmessgerät, um die Reaktion der Atemwege auf eine die [email protected] Virale Infektion im chronischen Asthmamodell gelöst wurde, zeigte sich, dass die anti-virale Immunantwort in den Tieren mit chronischer Atemwegsentzündung deutlich verringert war. Dies spiegelt das klinische Bild der bei Patienten beobachteten supprimierten Immunantwort wider und könnte Bei Asthmatikern können virale Infektionen zu einer deutli- eine veränderte Anfälligkeit für Virusinfektionen und damit chen Verschlimmerung der Symptome führen bis hin zur Not- einhergehend eine Grundlage für spätere Exazerbationen dar- wendigkeit einer Behandlung im Krankenhaus. Primär assozi- stellen. Das Modell stellt mit der induzierten geschwächten iert mit solchen sogenannten Asthma-Exazerbationen ist das Immunantwort auf Virusinfektionen im chronischen Asthma humane Rhinovirus (HRV). In dem EU-Projekt U-BIOPRED sollte somit ein wertvolles Prüfsystem dar, mit dem zugrundeliegende die viral induzierte Asthma-Exazerbation untersucht werden. Mechanismen weiter untersucht und therapeutische Wirkstoffe Die Ab­teilung Atemwegsimmunologie des Fraunhofer ITEM für eine verbesserte Abwehr bei viralen Infekten entwickelt beteiligt sich in einer U-BIOPRED-Arbeitsgruppe an der Ent- werden können (Rochlitzer, S. et al., 2014). wicklung eines Mausmodells, das eine virale Exazerbation im chronischen Asthma abbilden kann. Hierfür haben Wissen- Kontakt schaftler in Mäusen mit einer durch Hausstaubmilben-Aller­ Dr. Sabine Rochlitzer gene ausgelösten chronischen allergischen Atemwegsentzün- Telefon +49 511 5350-444 dung zusätzlich eine akute virale Infektion durch HRV gesetzt. [email protected] Obwohl durch die sekundäre Infektion in der chronischen »Asthma-Phase« in diesem Modell keine Exazerbationen aus-
