Neue Fluroreszenzsonden - eine neue Hoffnung im Kampf gegen tödlich verlaufende Lungenerkrankungen
Ein Team von Wissenschaftlern in Deutschland hat ein neues Verfahren entwickelt, um Licht in die Entwicklung von chronisch-entzündlichen Lungenerkrankungen wie Emphysem und Bronchitis zu bringen. Die Studie, die zum Teil von der EU finanziert wurde, ist in dem Fachjournal Nature Chemical Biology veröffentlicht. Die Wissenschaftler vom EMBL (Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie) und der Molecular Medicine Partnership Unit (MMPU) von der Universität Heidelberg in Deutschland haben in ihrer Studie eine Fluoreszenzsonde eingesetzt, die in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Diagnose von chronisch-entzündlichen Lungenerkrankungen spielen könnte. Diese Studie wurde zum Teil über zwei Projekte gefördert: das Projekt MOLECULAR IMAGING ("Integrated technologies for in-vivo molecular imaging"), das im Rahmen des Themenbereichs Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) mit 11 Millionen EUR unterstützt wurde, und über das Projekt Atemwegserkrankungen ("Pathogenesis and treatment of chronic airway disease: novel animal models for studies on modifier genes, lung repair mechanisms and novel therapeutic strategies"), das über die Haushaltslinie "Humanressourcen und Mobilität" (Marie-Curie-Maßnahmen) des Sechsten Rahmenprogramms finanziert wurde. Chronisch-entzündliche Lungenerkrankungen wie Bronchitis und Lungenemphyseme stellen weltweit ernsthafte Gesundheitsprobleme dar. Sie sind die vierthäufigste Todesursache und eine häufige Ursache für Erwerbsunfähigkeit in Industrieländern. In 90 % aller Fälle ist Rauchen für die Entstehung dieser Erkrankungen verantwortlich. Das Forscherteam nutzte ein neues Verfahren zur Untersuchung der Aktivität von MMP-12, einem Enzym, von dem man weiß, dass es eine Rolle bei der Entwicklung von Emphysemen spielt. Emphyseme verursachen eine Schädigung und Zerstörung der Alveoli, der Millionen winziger Luftbläschen in der Lunge, die für ein normales Atmen verantwortlich sind. Das MMP-12-Enzym wird von den Makrophagen freigesetzt. Makrophagen sind Immunzellen, die den Körper vor Eindringlingen schützen. In der Lunge werden die Makrophagen aktiviert, wenn fremdes Material, zum Beispiel Zigarettenrauch, eindringt. MMP-12 hilft den Makrophagen, das Protein- und Fasernetz zu durchbrechen, das die Körperzellen umgibt und stützt. Dies ist ein wichtiger Prozess für die Wundheilung. Durch eine Überstimulation der Makrophagen kann es jedoch zu einem Überschuss an MMP-12 kommen, der dann zu einer Schädigung der Struktur der Alveoli führen kann. Daraus entsteht dann ein Lungenemphysem. Das Forscherteam entwickelte ein Verfahren, bei dem mit Hilfe einer Fluoreszenzsonde die Aktivität von MMP-12 in der Lunge gemessen werden kann , und zwar anhand der Fluoreszenzmenge, die von der Sonde aufgenommen wird. Das Team hat den Test an einem Mausmodell mit akuter Lungenentzündung durchgeführt und herausgefunden, dass die Entzündung mit einer erhöhten Aktivität von MMP-12 einhergeht. "Wir haben ein Instrument entwickelt, das es zum ersten Mal ermöglicht, die MMP-12-Aktivität in spezifischen Zellen zu untersuchen, so als könnten wir in die Lunge hineinsehen", erklärt Dr. Carsten Schultz, dessen Gruppe die Forschungsarbeiten im EMBL durchgeführt hat. Das Team hofft, dass das neue Verfahren nach weiteren Untersuchungen für die Verwendung an Patienten angepasst werden kann. "Dies würde es uns ermöglichen, MMP-12 als Biomarker für die Überwachung der Entwicklung der Erkrankung und des Risikos der Emphysem-Bildung einzusetzen", erklärt Dr. Markus Mall, Leiter der Forschungsgruppe Atemwegserkrankungen an der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendmedizin der Universität Heidelberg. "Es könnte auch genutzt werden, um die Reaktion auf therapeutische Eingriffe bei Patienten mit entzündlichen Lungenerkrankungen zu untersuchen."
Länder
Deutschland