Partikel, die in die Atemwege eindringen, werden durch Schleim gebunden und durch Flimmerhärchen wieder hinausbefördert. Diesen Vorgang nennt man Bronchialreinigung. Umweltschadstoffe können diesen Prozess stören. Das begünstigt, dass chronische Lungenerkrankungen wie COPD fortschreiten.
Forschende fanden nun stadienspezifische Veränderungen im Gewebe von Menschen mit COPD, die die Bronchialreinigung betreffen.
Wie wirken Nanopartikel auf die Reinigungsmechanismen der Lunge?
Das Wissenschaftsteam hat untersucht, wie sich gängige Schadstoffe wie Kohlenstoff- und Zinkoxid-Nanopartikel auf die Zellfunktion der Schleimhautzellen in den Bronchien auswirken. Dazu analysierten sie Gewebeproben aus der Lunge von
- Menschen mit COPD im Endstadium (COPD-IV),
- Personen mit COPD im Frühstadium (COPD-II) und
- lungengesunden Personen.
Zellen im COPD-Endstadium widerstandsfähiger gegenüber Umweltpartikeln
Im Labor wurden die Gewebeproben Nanopartikeln ausgesetzt. Anschließend führten die Wissenschaftler:innen Genanalysen durch und charakterisierten die vorkommenden Zelltypen.
Schwerkranke COPD-Patient:innen hatten mehr schleimproduzierende Zellen und weniger Zellen mit Flimmerhärchen. Im Zellversuch machte sie dies widerstandsfähiger gegenüber Schäden durch Umweltpartikel wie Zinkoxid-Nanopartikel.
Ansatzpunkt für Behandlung und Prävention von COPD
Umweltschadstoffe sind eine ständige Herausforderung für die Lunge – besonders, wenn die Regenerationsfähigkeit des Epithelgewebes durch Lungenerkrankungen wie COPD im Endstadium erschöpft ist. Die aktuellen Erkenntnisse könnten dazu beitragen, die Behandlung und Vorbeugung von COPD zu verbessern. Dazu sind jedoch weitere Studien mit mehr Teilnehmenden notwendig.
Quelle:
- Stoleriu, M.G. et al.: COPD basal cells are primed towards secretory to multiciliated cell imbalance driving increased resilience to environmental stressors. In: Thorax 2024, doi: 10.1136/thorax-2022-219958
