Zellschäden
Wie die Lunge ihre Wunden heilt
Um sich zu regenerieren, ersetzt die Lunge geschädigte Zellen in ihrer Oberfläche durch Stammzellen.
Veröffentlicht:NEUHERBERG. Die 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. Gemeinsam mit ihren Kollegen vom Max-Planck-Institut (MPI) für Biochemie konnten Wissenschaftler am Helmholtz Zentrum München nun erstmals detaillierte Einblicke in die dynamischen Veränderungen der Gewebszusammensetzung während dieses Prozesses gewinnen (EMBO Molecular Systems Biology 2015, online 14. Juli).
Das Wissenschaftlerteam um Professor Matthias Mann, Direktor am MPI für Biochemie, und Professor Oliver Eickelberg, Chairman am Comprehensive Pneumology Center (CPC) des Helmholtz Zentrums München und des Klinikums der Universität München, haben hierzu neue Methoden der Massenspektrometrie angewandt, heißt es in einer Mitteilung des Zentrums.
"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", wird Eickelberg in der Mitteilung zitiert.
Um sich nach einer Verletzung zu regenerieren, ersetzt die Lunge geschädigte Zellen in ihrer Oberfläche durch Stammzellen.
Neue Hypothesen zur Aktivierung von Stammzellen
Die molekularen Mechanismen dieses Vorgangs sind bisher nur wenig untersucht und verstanden. Hierfür müssen die für die Reparatur nötigen Stammzellen durch eine komplexe Mischung aus Botenstoffen und Proteinen der Extrazellulären Matrix (EZM) aktiviert werden.
Nur durch dieses komplexe Zusammenspiel kann der Ursprungszustand der Lunge wiederhergestellt werden. Erstmals wurde nun die genaue Menge von über 8.000 Proteinen des Lungenproteoms im gesamten Zeitverlauf dieses mehrstufigen Reparaturprozesses ermittelt und bioinformatisch ausgewertet.
"Insbesondere die jetzt gewonnene Information zur genauen Zusammensetzung und Veränderung der EZM und deren dynamischer Interaktion mit verschiedenen Botenstoffen, erlaubt es uns, neue Hypothesen zur Aktivierung von Stammzellen in der Lunge zu entwickeln", so Dr. Herbert Schiller, Erstautor der Studie, in der Mitteilung.
Die Ergebnisse sind eine wichtige Basis für weitere translationale Forschungsansätze zur Entstehung der Lungenfibrose und chronischer Lungenerkrankungen im Allgemeinen, so die Wissenschaftler.
Bei der Lungenfibrose ist der normale Verlauf der Lungenregeneration gestört, was zu einer starken Ansammlung von Eiweißen in der EZM führt. Die Folge ist eine Versteifung der Lungen und eine erschwerte Atmung. (eb)
