© Artur Gabrysiak

Spitzenforschung
10/27/2013

Lunge zum "Nachwachsen" bringen

US-Wissenschafter arbeiten an Möglichkeiten der Reparatur von Lungengewebe.

Das "Reparaturmaterial" soll aus dem Labor kommen: US-Wissenschafter arbeiten daran, Lungengewebe nachwachsen zu lassen. Selbst ganze "neue" Organe sollen dadurch möglich werden, hieß es am Wochenende bei der Jahrestagung der Österreichischen Pneumologie mit rund 700 Teilnehmern in Wien.

Allein in Österreich leiden rund 400.000 Menschen an chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD). Mit anderen schweren fortschreitenden Lungenerkrankungen, zum Beispiel der Idiopathischen Lungenfibrose (IPF) oder der zystischen Fibrose, hat die Krankheit eines gemeinsam: Einmal verloren gegangene Funktion kann nicht mehr zurück gewonnen werden. Irreparabel geschädigtes Lungengewebe kann bisher auch nicht mehr "nachwachsen".

Dr. Daniel Weiss vom Forschungsprogramm für Lungenbiologie- und Lungenerkrankungen der Universität Vermont in den USA: "Die meisten chronischen Lungenerkrankungen wie COPD, Lungenfibrose, zystische Fibrose und andere solche Erkrankungen sind nicht heilbar und damit eigentlich tödlich. Hinzu kommt noch, dass bereits im Jahr 2020 die COPD weltweit die vierthäufigste Todesursache sein wird."

Lungentransplantation

Daraus ergibt sich laut dem Experten eine brisante Situation: "Die einzige Option, die für die Patienten in fortgeschrittenen Stadien vorhanden ist, ist die Lungentransplantation. Doch da gibt eine große Knappheit an verwendbaren Organen. Viele der Patienten sterben auf der Warteliste. Nach einer Lungentransplantation benötigen die Betroffenen lebenslang immunsuppressive Medikamente. Die Sterblichkeit innerhalb von fünf Jahren beträgt immer noch etwa 50 Prozent."

Das ist der Grund, warum Wissenschafter wie Weiss nach Auswegen suchen. Der Experte: "Eine mögliche Strategie wäre es 'adulte' Stammzellen zu verwenden, um ein – durch ein Emphysem (Lungenblähung, Anm.) geschädigtes Lungengewebe zu 'reparieren'.“ Zwar konnte man noch nicht zeigen, dass durch die Gabe solcher Zellen Lungengewebe wirklich nachwächst. Aber zumindest im Tiermodell zeigte sich, dass sogenannte mensenchymale Stammzellen aus dem Knochenmark chronische Entzündungen dämpfen können und eine immunmodulatorische Wirkung haben. Viele der chronisch fortschreitenden chronischen Lungenerkrankungen gehen ja mit chronisch entzündlichen und immunologischen Abläufen einher.

Lunge aus dem Labor

Der Clou wäre natürlich, wenn man im Labor "Ersatzgewebe" oder gar eine neue Lungen schaffen könnte. Dazu benötigt man ein "Gerüst" und die dazu passenden Zellen. Weiss und sein Team sind bereits dabei, solche Strategien zu entwickeln. Der Wissenschafter: "Eine potenziell neue Strategie wäre es, eine 'Lunge' außerhalb des Körpers zu 'züchten' und dann zu implantieren. Ein vielversprechender Zugang wäre, die Lunge von einem verstorbenen Spender so von dessen Zellen zu befreien, dass nur noch das 'Gerüst' übrig bleibt. Damit würden die Architektur und die Größe erhalten bleiben, dann könnte man diese Struktur mit Zellen des Empfängers besiedeln.“ Auf diese Weise würde eine "neue Lunge" geschaffen, die man ohne das Risiko einer Abstoßungsreaktion implantieren könnte

Im Labor von Weiss hat man bereits einige Fortschritte gemacht und Verfahren entwickelt, um Lungenorgane so zu behandeln, dass von ihnen nur noch das Form gebende "Gerüst" als Matrix übrig blieb und keine immunologisch "fremde" Zellen mehr vorhanden waren. Das gelang nicht nur bei Mäusen als Tiermodelle, sondern auch schon an Organen von Schafen, Schweinen und sogar an Organen von Verstorbenen.

Weiss: "Wir entwickeln auch bereits Techniken, um die Besiedelung solcher Lungenstrukturen mit neuen Zellen vom Spender zu optimieren. Bei den dabei verwendeten Zellen benutzten wir unter anderem embryonale Stammzellen, adulte Stammzellen oder induzierte pluripotente Stammzellen – aber auch ausdifferenzierte Zellen aus dem Lungengewebe." Allerdings, bis zur Verwendung bei Patienten werden noch viele Jahre vergehen, betonte der Experte.

Die Lunge

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