Wie die Lunge ihre Wunden heilt
Unsere Lunge ist permanent widrigen Umwelteinflüssen ausgesetzt, die ihre Zellen schädigen oder gar zerstören können. Folglich muss das betroffene Gewebe so schnell wie möglich ersetzt werden. Wissenschaftler aus München konnten nun erstmals detaillierte Einblicke in die dynamischen Veränderungen während dieses Prozesses gewinnen. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal ‚EMBO Molecular Systems Biology‘ veröffentlicht.
Toxische Partikel, Infektionen und chronische Entzündungsreaktionen bedrohen quasi täglich unsere Atemwege. Allerdings verfügt unsere Lunge in der Regel über sehr gute Fähigkeiten sich zu regenerieren. Ist das beispielsweise im Krankheitsfall nicht so, muss medizinisch geholfen werden. Um zu verstehen wie man die Lunge optimal unterstützen kann, ist es wichtig zunächst zu klären, wie sie bei ihrer Heilung selbst vorgeht.
Einem interdisziplinären Wissenschaftlerteam um Prof. Dr. Matthias Mann, Direktor am MPI für Biochemie, und Prof. Dr. Oliver Eickelberg, Chairman am Comprehensive Pneumology Center (CPC) des Helmholtz Zentrums München und des Klinikums der Universität München, ist es nun erstmals gelungen zu ermitteln wie sich die Protein-Zusammensetzung des Lungengewebes in den unterschiedlichen Phasen der Geweberegeneration verändert.
In der aktuellen Studie setzten die Lungenspezialisten auf die Methode der Massenspektrometrie, die dazu dient, die exakte Masse von Proteinen aus einem Probengemisch zu bestimmen. Hernach konnten die Forscher die Massenwerte dann bioinformatisch bestimmten Proteinen zuordnen. So bestimmten sie die genaue Menge von über 8.000 Proteinen im gesamten Zeitverlauf des mehrstufigen Reparaturprozesses der Lungenregeneration. Die Ergebnisse eröffnen neue Perspektiven: „Die jetzt gewonnene Information zur genauen Zusammensetzung und Veränderung in der Lunge, erlaubt es uns neue Hypothesen, beispielsweise zur Aktivierung von Stammzellen, zu entwickeln“, erklärt Dr. Herbert Schiller, Erstautor der Studie.
Die Forschungsergebnisse sind zudem eine wichtige Basis für weitere Forschungsansätze zur Entstehung der Lungenfibrose und chronischer Lungenerkrankungen im Allgemeinen, so die Wissenschaftler. „Diese neuartige Methode der Massenspektrometrie erlaubt es uns, Unterschiede in der Art und Menge von Eiweißstoffen bei Patienten und Gesunden zu analysieren und so völlig neue Therapieansätze für chronische Lungenkrankheiten zu entwickeln“, blickt Eickelberg voraus.
Quellen:
Schiller, HB et al. (2015) Time- and compartment-resolved proteome profiling of the extracellular niche in lung injury and repair, EMBO Molecular Systems Biology, DOI: 10.15252/msb.20156123
Helmholtz Zentrum München: Wie die Lunge ihre Wunden heilt - Pressemitteilung vom 14. Juli 2015
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Regeneration und Remodeling
