Lungenforschung

11.07.2017

Idiopathische Lungenfibrose als Autoimmunerkrankung?

Eine aktuelle Studie im ‚American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine’ zeigt, dass möglicherweise eine Autoimmunerkrankung ursächlich an bestimmten Formen der Lungenfibrose beteiligt sein könnte, deren Krankheitsursache bisher ungeklärt ist. Das berichten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München, Partner im Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL), gemeinsam mit Kollegen vom Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München und dem Max-Planck-Institut für Biochemie in Martinsried bei München.

Mikroskopische Aufnahme von vernarbtem Lungengewebe

Mikroskopische Aufnahme von vernarbtem Lungengewebe eines IPF Patienten: Zellkerne sind in Grau dargestellt, glatte Muskelzellen in Blau. Das Protein MZB1 (grün) markiert Antikörper produzierende Plasmazellen. Quelle: Helmholtz Zentrum München / Herbert Schiller

Der Begriff interstitielle Lungenerkrankung (ILD) fasst eine Vielzahl verschiedener Krankheitsbilder zusammen, die mit einer Vernarbung (Fibrose) des Lungengewebes verbunden sind. Die idiopathische Lungenfibrose (IPF) ist eine davon. Dabei kommt es zu einer vermehrten Bildung von Bindegewebe in der Lunge, was deren Dehnbarkeit verringert, die Sauerstoffaufnahme beeinträchtigt und insgesamt zu einer Verschlechterung der Lungenfunktion führt.

„Die hinter den einzelnen Krankheitsbildern liegenden Mechanismen sind nicht ausreichend bekannt und daher Gegenstand unserer Forschung“, erklärt Dr. Herbert Schiller. Er ist seit vorletztem Jahr DZL-Nachwuchsgruppenleiter am Institut für Lungenbiologie des Helmholtz Zentrums München und war zuvor am Max-Planck-Institut für Biochemie tätig. Gemeinsam mit der dort ansässigen Gruppe von Prof. Dr. Matthias Mann haben er und sein Team nun Gewebeproben von ILD-Patienten massenspektrometrisch* untersucht.

Insgesamt analysierten die Wissenschaftler Lungengewebe von 45 Patientinnen und Patienten mit verschiedenen ILD-Formen und verglichen sie mit den Proben von zehn gesunden Kontrollpersonen. Darüber hinaus untersuchten sie bei sechs Patienten mit fibrotischen Hauterkrankungen das Gewebe aus erkrankten und gesunden Hautbereichen.

„Interessanterweise konnten wir sowohl in der Lunge als auch in der Haut der Fibrose-Patienten vermehrt Proteine identifizieren, die maßgeblich in Antikörper produzierenden B-Zellen, sogenannten Plasmazellen, vorkommen“, erklärt Erstautor Schiller. Beobachtungen unter dem Mikroskop konnten diese Ergebnisse bestätigen. Das ließe vermuten, dass bei manchen Patienten womöglich eine Autoimmunerkrankung gegen noch unbekannte Proteine in der Lunge ursächlich an der Krankheit beteiligt sei, so die Autoren.

„In unserer Arbeit haben wir zahlreiche Antikörper bildende Plasmazellen im vernarbten Lungengewebe gefunden und die Menge dieser Zellen war mit der Abnahme der Lungenfunktion der Patienten korreliert“, erklärt Schiller. Ein kausaler Zusammenhang lässt sich zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht direkt beweisen, daher sind bereits weitere Studien geplant.

„Der Schlüssel zur besseren diagnostischen Einordnung in der Zukunft und möglichen immuntherapeutischen Ansätzen könnte die massenspektroskopische Identifikation von Autoantikörpern und deren Antigenen aus dem Blut von ILD-Patienten sein“, blickt Schiller voraus. Seine Nachwuchsgruppe sei derzeit dabei, neue Methoden zur Charakterisierung der Autoantikörper zu entwickeln und an größeren Patientenkohorten zu untersuchen.

Weitere Informationen

* Massenspektrometrie bezeichnet ein Verfahren zur Analyse von Molekülmassen. Die zu untersuchende Substanz, wird dabei in die Gasphase überführt und ionisiert. Die Ionen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt und dem Analysator zugeführt. Dabei sortieren sie sich nach dem Masse-zu-Ladung-Verhältnis.

Hintergrund:
„Insbesondere bei der idiopathischen pulmonalen Fibrose (IPF) ist  die Krankheitsursache bisher völlig ungeklärt“, erläutert Schiller. „Die Prognose der IPF mit einem durchschnittlichen Überleben von zwei bis fünf Jahren nach Diagnosestellung ist als schlecht einzustufen und vergleichbar mit dem von vielen Krebs Erkrankungen der Lunge.“ Seit kurzem stehen zur Therapie der IPF die beiden antifibrotischen Medikamente Pirfenidon und Nintedanib zur Verfügung. Da die antifibrotischen Medikamente allerdings letztlich den Krankheitsverlauf nur verlangsamen aber nicht aufhalten können, bleibt zum jetzigen Zeitpunkt die Lungentransplantation die einzige definitive Therapie der IPF.

Herbert Schiller leitet seit Oktober 2015 die DZL Nachwuchsgruppe „Systemmedizin chronischer Lungenkrankheiten“ am Institut für Lungenbiologie des Helmholtz Zentrums München. Lesen Sie mehr zu seiner aktuellen Forschung in unserem Portrait. Letztautor der Studie ist Prof. Dr. Oliver Eickelberg. Er war bis Ende vergangenen Jahres Direktor des Instituts für Lungenbiologie am Helmholtz Zentrum München. Aktuell ist er Leiter der Division of Pulmonary and Critical Care Medicine an der School of Medicine der Universität von Colorado in Denver.

Die Doktoranden Christoph Mayr und Maximilian Strunz aus der Nachwuchsgruppe von Herbert Schiller sind Mitglieder der CPC Research School „Lung Biology and Disease“ und Teilnehmer an der Helmholtz Graduate School Environmental Health, kurz HELENA.

Original-Publikation:
Schiller, HB. et al. (2017): Deep proteome profiling reveals common prevalence of MZB1-positive plasma B cells in human lung and skin fibrosis. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, DOI: 10.1164/rccm.201611-2263OC

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. 
Das Institut für Lungenbiologie (iLBD) gehört dem Comprehensive Pneumoloy Center (CPC) an, einem Zusammenschluss des Helmholtz Zentrums München mit dem Universitätsklinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München und den Asklepios Fachkliniken München-Gauting. Ziel des CPC ist die Erforschung chronischer Lungenerkrankungen, um neue diagnostische und therapeutische Strategien zu entwickeln. Das iLBD führt mit der Untersuchung zellulärer, molekularer und immunologischer Mechanismen von Lungenerkrankungen den Schwerpunkt der experimentellen Pneumologie an. Das CPC ist ein Standort des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).
Das Deutsche Zentrum für Lungenforschung (DZL) ist ein nationaler Verbund, der Experten auf dem Gebiet der Lungenforschung bündelt und Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung verzahnt. Standorte sind Borstel/Lübeck/Kiel/Großhansdorf, Gießen/Marburg/Bad Nauheim, Hannover, Heidelberg und München. Ziel des DZL ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz Antworten auf offene Fragen in der Erforschung von Lungenkrankheiten zu finden und damit einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prävention, Diagnose und Therapie zu leisten.
Quelle: https://www.helmholtz-muenchen.de/aktuelles/uebersicht/pressemitteilungnews/article/40890/index.html 

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