Wohin geht die aktuelle Forschung bei Transplantationen?

Weil das chronische Transplantatversagen (CLAD, engl.: chronic lung allograft dysfunction) ein limitierender Faktor beim langfristigen Erfolg von Lungentransplantationen ist, wird die Entstehung und der Verlauf des Syndroms intensiv erforscht. Dabei geht es vor allem darum, die Vorgänge auf Zell- und molekularer Ebene aufzuklären, um CLAD besser zu verstehen und in Zukunft gezielt bekämpfen zu können.

Entsprechende Grundlagenforschung mit dem Ziel, die gewonnenen Erkenntnisse möglichst zeitnah auf Patienten zu übertragen, ist die Aufgabe des Lungenforschungszentrums Comprehensive Pneumology Centers in München und des Biomedical Research in Endstage and Obstructive Lung Disease Hannover (BREATH). Beide Zentren sind Standorte des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).

Forschungsansätze bestehen beispielsweise darin, die verschiedenen Zelltypen, die an der Entstehung des CLAD beteiligt sind, zu charakterisieren. Bisher ist unklar, welche Zellen genau an dem Entzündungsprozess und den darauf folgenden Wucherungen und Gewebeverhärtungen beteiligt sind, und welche Rolle sie dabei spielen. Infrage kommen dafür:

  • verschiedene Lungenzelltypen, oder auch
  • Zellen des Immunsystems, die bei der Entzündungsreaktion einwandern.

Würde man den Prozess genauer verstehen, wäre es vielleicht möglich, gezielt einzelne Zelltypen zu mobilisieren oder an der Vermehrung zu hindern, um ein Fortschreiten des chronischen Transplantatversagens zu stoppen.

Forschung am Mausmodell

Am Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL) arbeiten Wissenschaftler mit gentechnisch veränderten Mäusen, die einer einseitigen Lungentransplantation unterzogen werden. Das Besondere an diesen Mäusen ist, dass bestimmte Zelltypen von ihnen unter dem Fluoreszenzmikroskop in verschiedenen Farben leuchten.

Die Mäuse durchlaufen analog zu menschlichen Patienten nach der Transplantation regelmäßige Lungenfunktionstests, Bronchoskopien und Bronchial-Lavagen. Die Wissenschaftler können anhand des Probenmaterials genau nachvollziehen, welche Zelltypen sich beispielsweise an Entzündungsherden sammeln oder welche an der Wucherung des Gewebes beteiligt sind. Liegen die Ergebnisse vor, werden die Forscher versuchen, diese Prozesse zunächst in Zell- und Gewebeproben von menschlichen Patienten gezielt zu unterbinden.

Man hofft, dass dies bessere Ergebnisse liefert als beispielsweise der Einsatz von Medikamenten, die unspezifisch Wucherungen im ganzen Körper hemmen. Denn solche Versuche hatten bisher keinen zufriedenstellenden Effekt auf den Krankheitsverlauf bei chronischem Transplantatversagen, verursachten aber starke Nebenwirkungen.

Eine Studie an Lungentransplantierten mit chronischem Transplantatversagen mit dem fibrosehemmenden Medikament Pirfenidon läuft seit 2015 unter Beteiligung des Deutschen Zentrums für Lungenforschung.

IN KÜRZE:

Von der Erforschung der molekularen Grundlagen von CLAD erhoffen sich Wissenschaftler Anhaltspunkte für einen gezielten Behandlungsansatz. Die Behandlung mit körpereigenen Vorläuferzellen könnte in Zukunft das Risiko einer Abstoßung der neuen Lunge minimieren.

Therapie mit körpereigenen Zellen

Ein Projekt, das Wissenschaftler in München verfolgen, untersucht ein neuartiges Verfahren, dass die Abstoßung der transplantierten Lunge verhindern soll. Dabei werden dem Patienten im Vorfeld der Transplantation bestimmte Vorläuferzellen aus dem Knochenmark entnommen und im Labor vermehrt. Wie der Name „Vorläuferzellen“ bereits andeutet, besitzen diese Zellen die Fähigkeit, sich zu einer begrenzten Anzahl von speziellen Zelltypen zu differenzieren, beispielsweise Lungenzellen.

Nach der Transplantation werden diese Zellen dem Patienten wieder zurückgegeben: Sie können intravenös injiziert oder über die Luftröhre eingeatmet werden - mit dem Ziel, dass sie sich auch in der neuen Lunge ansiedeln. Das eigentlich körperfremde Transplantat enthält dann auch körpereigene Zellen mit den entsprechenden Merkmalen. Auf diese Weise wird das Immunsystem getäuscht und – so die Theorie – das Risiko von Abstoßungsreaktionen verringert.

Bei anderen Organen – beispielsweise transplantierten Nieren – konnte bereits gezeigt werden, dass das Verfahren prinzipiell funktioniert. Die Wissenschaftler versuchen nachzuvollziehen, wo und mit welcher Effektivität sich solche Vorläuferzellen in der Lunge ansiedeln und wie man diesen Prozess optimieren könnte.

Entwicklung der „Biohybrid-Lunge“

Seit 2017 fördert die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) das Projekt „Auf dem Weg zur implantierbaren Lunge“. Das Schwerpunktprogramm besteht bisher aus zwölf Projekten und wird von der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH) und der Universitätsklinik Aachen koordiniert. Ziel des interdisziplinären Forschungsprogramms ist es, eine künstliche Lunge (die sogenannte „Biohybrid-Lunge“) zu entwickeln, die als alternative Therapieoption zur Lungentransplantation dauerhaft eingesetzt werden soll. Ebenfalls an dem Programm beteiligt sind die Medizinische Hochschule Hannover und die Universitätskliniken in Regensburg und Tübingen.

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Quellen:

Wissenschaftliche Beratung: Prof. Dr. med. Jens Gottlieb, Medizinische Hochschule Hannover

Letzte Aktualisierung:

03.04.2018

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