Regeneration und Remodeling

Ob Regenwurm, Seestern oder Schwanzlurch – im Tierreich gibt es viele Beispiele dafür, dass sich Gliedmaßen und sogar ganze Organe neu bilden können, wenn es nötig wird. Diese außergewöhnliche Regenerationsfähigkeit besitzt die menschliche Lunge bei weitem nicht. Verglichen mit anderen Organen wie der Haut oder dem Darm, in denen permanent und in einer hohen Rate Zellen ersetzt werden, ist dieser so genannte Zell-Turnover in den Atmungsorganen gesunder Erwachsener sogar auffällig gering.

Ihr regeneratives Potenzial zeigt die Lunge erst, wenn sie geschädigt wird – beispielsweise durch Infektionen mit Bakterien und Viren, durch allergische Reaktionen oder durch Zigarettenrauch und andere toxische Substanzen. Denn in Reaktion auf solche Verletzungen des Lungengewebes können schnell und in großer Zahl neue Zellen gebildet werden. Dies geschieht zum einen durch Teilung und Vermehrung verbliebener unbeschädigter Zellen, zum anderen mit Hilfe von Vorläuferzellen, sich zu reifen funktionsfähigen Zellen weiter entwickeln. Idealerweise wird bei diesem Reparaturvorgang das ursprüngliche Gewebe wieder nachgebildet – in seiner normalen Struktur, mit allen benötigten Zellen und in voll funktionstüchtiger Form. Oder anders gesagt: Das verletzte Gewebe wird vollständig regeneriert.

Leider gelingt das nicht immer. Vor allem anhaltende, chronische Schädigungen der Lunge können stattdessen zu einem strukturellen Umbau des Lungengewebes führen. Dieses Remodeling, das bei fast allen chronischen Lungenerkrankungen eine Rolle spielt, ist also letztlich nichts anderes als das Resultat von fehlerhaften Reparaturprozessen in der Lunge.

Reparatur, Remodeling und Regeneration sind auf engste miteinander verbunden. So eng, dass zwei renommierte US-Forscher diese „drei R von Lungengesundheit und -krankheit“ in einer Übersichtsarbeit als den „Heiligen Gral der modernen Lungenbiologie“ bezeichneten. Rund um den Globus arbeiten Wissenschaftler mit Hochdruck daran, die Rätsel um die dahinter stehenden Prozesse zu lösen. Mit dem Ziel, sie zu entschlüsseln und darauf basierend neue Therapien für bislang nicht heilbare Lungenerkrankungen wie COPD, Asthma, Mukoviszidose oder Lungenfibrose zu entwickeln.
So konnte die Arbeitsgruppe „Plastizität von Epithelzellen der Lunge“ des Comprehensive Pneumology Centers in München zeigen, dass der so genannte WNT/ β-catenin–Signalweg eine wichtige Rolle bei Verletzungen des Lungenepithels und dem darauf folgenden Reparaturvorgang spielen.

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