Medizinische Fakultät Heidelberg: Pressemitteilungen

elltod in verstopften Atemwegen: Ein neu entdeckter Mechanismus der chronischen Entzündung bei Mukoviszidose
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Nummer: 26 / 2015 vom 24.02.2015
Zelltod in verstopften Atemwegen: Ein neu entdeckter Mechanismus der
chronischen Entzündung bei Mukoviszidose
Wissenschaftler am Universitätsklinikum Heidelberg zeigen im Tiermodell: Abgestorbene Zellen in den
Atemwegen lösen über bestimmten Signalweg chronische Entzündungen aus / Bewährtes Medikament
gegen rheumatoide Arthritis blockiert diesen Signalweg und könnte als neuer Behandlungsansatz
dienen / Veröffentlichung im American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine
Die chronische Entzündung der Atemwege bei Mukoviszidose geht nicht allein auf das Konto von Bakterien.
Auch abgestorbene Zellen, die dem Sauerstoffmangel in den von Schleim verstopften Atemwegen zum Opfer
gefallen sind, lösen eine heftige Reaktion des Immunsystems aus. Dies zeigten Wissenschaftler des Zentrums
für Translationale Lungenforschung Heidelberg erstmals an Mäusen mit einer der Muko−viszidose
vergleichbaren Lungenerkrankung. Sie fanden außerdem heraus, welcher Signalweg diese Immunreaktion
auslöst und wie er sich blockieren lässt: Ein Medikament, das für die Behandlung rheumatischer
Gelenkentzündungen zugelassen ist, unterdrückt im Mausmodell auch Entzündungen, die durch die
abgestorbenen Zellen hervorgerufen werden. Die Ergebnisse sind vorab online im "American Journal of
Respiratory and Critical Care Medicine" erschienen.
An Mukoviszidose, einer der häufigsten tödlich verlaufenden Erbkrankheiten, leiden deutschlandweit rund
8.000 Menschen. Die angeborene Multiorganerkrankung ist nicht heilbar. Fehler an einer bestimmten Stelle
im Erbgut lassen die Sekrete in den Atemwegen und Organen des Verdauungstrakts austrocknen und führen
so zu schweren Funktionsstörungen von Lunge, Bauchspeicheldrüse, Leber und Darm. Zäher Schleim
verstopft die Atemwege, begünstigt chronische Entzündungen und Infektionen. Diese zerstören die feinen
Strukturen des Lungengewebes und verursachen bleibende Schäden. Je länger sich dieser Prozess
hinaus−zögern lässt, desto besser die Prognose. Derzeit liegt die mittlere Lebens−erwartung der Patienten in
Deutschland bei rund 40 Jahren.
Schleimpfropfen in der Lunge lassen Zellen ersticken
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elltod in verstopften Atemwegen: Ein neu entdeckter Mechanismus der chronischen Entzündung bei Mukoviszidose
Bisher gingen Mediziner davon aus, dass chronische Entzündungen der Atemwege bei Mukoviszidose sowie
anderen chronisch-obstruktiven Lungenerkrankungen wie der COPD überwiegend die Folge einer Infektion
mit Bakterien oder Viren ist. Stutzig machten neuere Untersuchungen aus Australien: Bei Säuglingen mit
Mukoviszidose war zwar bereits in den ersten Lebensmonaten eine Atemwegsentzündung, allerdings häufig
noch kein Bakterienbefall nachweisbar. "Aus anderen Organen kennen wir Entzündungen, die nicht durch
eine Infektion mit Erregern verursacht werden. Sie kommen z.B. nach einem Herzinfarkt oder Schlaganfall
vor, wenn in Herz oder Gehirn Zellen durch Sauerstoffmangel zugrunde gehen", erklärt Professor Dr. Marcus
Mall, Ärztlicher Direktor der Abteilung Translationale Pneumologie am Zentrum für Translationale
Lungenforschung Heidelberg (TLRC), einem Standort im Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL),
und Leiter des Mukoviszidose-Zentrums am Universitätsklinikum Heidelberg.
Eine wichtige Rolle bei diesen "keimfreien" Entzündungen spielt der Botenstoff Interleukin-1, der aus den
absterbenden Zellen freigesetzt wird und eine Immunantwort hervorruft. Diesen Botenstoff wiesen die
Heidelberger Wissenschaftler nun erstmals auch im Lungengewebe von Mäusen mit einer der Mukoviszidose
vergleichbaren chronischen Lungenerkrankung nach. "Durch die Schleimpfropfen in den Atemwegen kommt
es zu einem Sauerstoffmangel in den dahinter liegenden Lungenabschnitten. Dort sterben dann Zellen ab", so
Mall. "Je schlimmer die Verschleimung, desto mehr tote Zellen." In den erkrankten Lungen ersticken
kontinuierlich Zellen, die Entzündung kommt daher nie zur Ruhe.
Neu entdeckter Mechanismus befeuert chronische Entzündungen
Bei Mäusen mit Mukoviszidose-ähnlicher Lungenerkrankung, denen durch eine genetische Veränderung der
Rezeptor für Interleukin-1 fehlte, kam es trotz Verschleimung kaum zu Entzündungen in der Lunge. Bei ihnen
lief der Signalweg ins Leere, die absterbenden Zellen lösten keine Immunantwort aus. Die Lungenfunktion
blieb erhalten und die Lebenserwartung verbesserte sich deutlich. Für den Lungen-Experten Mall bedeutet
das: "Dieser neu entdeckte Krankheitsmechanismus um Interleukin-1 spielt möglicherweise eine
entscheidende Rolle in der Chronifizierung und im Fortschreiten der Lungenerkrankung bei Mukoviszidose
und COPD. Damit tun sich neue Behandlungsmöglichkeiten auf." Patienten erhalten bei Lungen−entzündung
derzeit Antibiotika gegen die Infektion. Sind keine Bakterien im Spiel, sind Antibiotika aber nutzlos.
Ein passendes Medikament gegen den neuen Entzündungsmechanismus gibt es bereits: Der Wirkstoff
Anakinra wird bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie der rheumatischen Arthritis gespritzt und
blockiert die Interleukin-Andockstelle, den IL-1-Rezeptor. Bei erwachsenen, chronisch lungenkranken
Mäusen linderte das Medikament die Entzündungen und verringerte so die Zerstörung des Lungengewebes.
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elltod in verstopften Atemwegen: Ein neu entdeckter Mechanismus der chronischen Entzündung bei Mukoviszidose
Ob Anakinra auch bei Patienten mit Mukoviszidose als entzündungshemmende Therapie wirksam ist, muss
noch in klinischen Studien geprüft werden.
Literatur:
Fritzsching B, Zhou-Suckow Z, Trojanek JB, Schubert SC, Schatterny J, Hirtz S, Muley T, Kahn N, Sticht C,
Gunkel N, Welte T, Randell SH, Länger F, Schnabel P, Herth FJF, Mall MA: Hypoxic epithelial necrosis
triggers neutrophilic inflammation via IL-1 receptor signaling in cystic fibrosis lung disease. Am J Respir Crit
Care Med. 2015; 2015 Jan 21. [Epub ahead of print].
Weitere Informationen im Internet:
Zentrum für Translationale Lungenforschung Heidelberg
Pädiatrische Pneumologie, Allergologie und Mukoviszidose Zentrum
Deutsches Zentrum für Lungenforschung
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