Grundlagenforschung

Neuer molekularer Mechanismus bei COPD entdeckt

31. Jan 2022

Forschende, unter Beteiligung des Institute of Lung Health and Immunity (LHI) von Helmholtz Munich, zeigen in einer aktuellen Studie, dass bestimmte Ionenkanäle in Immunzellen entscheidend an dem entzündlichen Geschehen bei COPD (chronisch obstruktive Lungenkrankheit) beteiligt sind. Die Ionenkanäle könnten zukünftig Angriffsziele für neue Therapien sein.

Immunfluoreszenzbild von Lungengewebe mit TRPML3 (grün) und Makrophagen (rot). (Bild: Barbara Spix - LMU München)

Alveolarmakrophagen sind spezielle Immunzellen, die auf der Oberfläche der Lungenbläschen (Alveolen) vorkommen. Die Zellen geben verschiedene Stoffe ab, die Entzündungen fördern, darunter auch die sogenannte Makrophagenelastase MMP12. Aus Studien weiß man bereits, dass MMP12, wenn es im Überschuss vorhanden ist, die Entstehung von COPD und Lungenemphysem fördern kann.

In Untersuchungen an Mäusen konnten Wissenschaftler:innen nun zeigen, dass der Ionenkanal mit Namen TRPML3 bei der Regulation der MMP12-Level eine wesentliche Rolle spielt. Über Ionenkanäle werden Stoffe in oder auch aus Zellen geschleust. TRPML3 kommt fast ausschließlich in Alveolarmakrophagen vor. Schalteten die Forschenden seine Funktion aus, so stieg die MMP12-Konzentration an und führte schließlich zu Schäden in der Lunge, die die Lungenfunktion beeinträchtigten. 

Abbau von Entzündungsstoffen gestört

Um herauszufinden, wie genau die MMP12-Konzentration über den Ionenkanal reguliert wird, untersuchten die Forschenden die Funktion des Ionenkanals genauer. Zu ihrer Überraschung stellten sie fest, dass der Kanal nicht die Abgabe des entzündungsfördernden Stoffes beeinflusst, sondern die erneute Aufnahme. Es wird also nicht mehr MMP12 ausgeschüttet, sondern die Wiederaufnahme von überschüssigem MMP12 durch den Ionenkanal funktioniert nicht genügend.

Was hat das nun mit COPD bei Menschen zu tun? Tatsächlich fanden die Forschenden beim Vergleich von Patient:innenproben mit und ohne COPD heraus, dass TRPML3 bei Menschen mit COPD verstärkt gebildet wird. Sie vermuten, dass der Körper auf diese Weise versucht, möglichst viel des schädlichen MMP12 abzubauen und so den Schäden durch die Entzündungsreaktion entgegenzuwirken.

Zukünftiger Angriffspunkt zur Behandlung von COPD?

Aufgrund ihrer Ergebnisse gehen die Forschenden insgesamt davon aus, dass TRPML3 eine wichtige Rolle bei der Regulation der MMP-12-Aufnahme durch Alveolarmakrophagen ist. In Zukunft könnte der Ionenkanal daher als therapeutisches Ziel für COPD dienen, so ihre Hoffnung. Dies muss jedoch erst in weiteren Studien untersucht werden.

Quellen:

  • Spix, B. et al.: Lung emphysema and impaired macrophage elastase clearance in mucolipin 3 deficient mice. In: Nature Communications, 12, Article number: 318 (2022) 
  • Ludwig-Maximilians-Universität München: COPD: Ionenkanal reguliert krankheitsförderndes Molekül. Pressemeldung vom 14.1.2022

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