Lungenalterung verstehen: Was uns Biomarker verraten

Sie atmen jeden Tag ca. 15 mal pro Minute und das Ihr Leben lang. Eine beeindruckende Leistung, die Ihre Lunge hier vollbringt. Der Höhepunkt dieser Leistungsfähigkeit ist ungefähr mit 25 Jahren. Ab da nimmt die Lungenfunktion ab. Sie können sich das ein bisschen vorstellen wie einen Luftballon, den man zu oft aufpustet und der dann an Elastizität verliert. 

Aber das ist nicht das einzige, was sich mit dem Alter verändert. Die Lunge wird anfälliger für Infektionen, also für akute Erkrankungen, aber auch für chronische Erkrankungen sowie die COPD. Diesem liegen zelluläre Veränderungen mit dem Alter zugrunde, die vor allem Stammzellen betreffen. Das ist wichtig, weil Stammzellen eigentlich die Lunge reparieren können. Das funktioniert im Alter nicht mehr so gut. 

Warum das so ist, wollen mein Team und ich verstehen. Wir entschlüsseln also Signalwege in Zellen, die im Alter verändert sind. Dies wollen wir nutzen, um die alte Lunge zu verjüngen und wieder in die Lage zu versetzen, sich selbst zu reparieren.

Für unsere Lungenforschung generell und im Bereich der Lungenalterung verwenden wir im Labor sogenannte Organoide. Organoid bedeutet "organähnlich" und ja, Organoide können die Erwartungen, die sich aus diesem Namen ergeben, durchaus erfüllen. 

Organoide sind Mini-Organe von etwa 0,1 bis 2 mm Größe, die wir außerhalb des lebenden Organismus in sogenannten Petrischalen kultivieren - man könnte auch sagen "züchten". Daher nennen wir sie auch ganz gerne "Mini-Organe" in der Petrischale. 

Sind also kleine organähnliche Strukturen, die außerhalb des Körpers unter bestimmten Laborbedingungen hergestellt und untersucht werden können. Außerhalb des Körpers ist deswegen wichtig, weil solche Untersuchungen in der Lunge an sich gar nicht möglich wären. 

Die Organoide spiegeln aber ihr Ursprungsorgan sehr gut wieder, also in unserem Fall die Lunge, was es dadurch ermöglicht, dass wir experimentelle Untersuchungen machen, die für die Lunge, unsere Lunge relevant sind. 

Grundsätzlich werden Organoide aus Stammzellen hergestellt. Stammzellen kann man auch als "Superman-Zellen" bezeichnen. Sie sind noch nicht spezialisiert, haben aber das Potenzial, sich in sehr viele verschiedene spezialisierte Zellen zu entwickeln, zum Beispiel in eine Muskelzelle oder eben in unserem Fall in eine Lungenzelle. Dadurch sind Stammzellen sehr wichtig für unseren Körper, insbesondere für die Aufrechterhaltung und Regeneration unserer Organe, insbesondere der Lunge, die ja sehr vielen Umwelteinflüssen ausgesetzt ist, beispielsweise Feinstaub. 

Wir isolieren also diese Stammzellen aus der Lunge und lassen sie wachsen als "Mini-Lungen" in der Petrischale. An diesen Organoiden können wir dann viele verschiedene Untersuchungen durchführen, um beispielsweise herauszufinden, warum alte Stammzellen ihre Funktionalität verlieren und wie wir das wieder ein Stückchen zurückdrehen können. Denn wir wollen, dass die Lunge von älteren Menschen sich wieder besser regenerieren kann und bis ins hohe Alter möglichst leistungsfähig ist, trotz zunehmender Umwelteinflüsse.