Bei Mukoviszidose fördert der zähe Schleim Entzündungen in den Atemwegen. Forscher konnten jetzt zeigen, wie körpereigene Makrophagen daran beteiligt sind.
Lungenerkrankungen gehen mit einer starken Verschleimung und Entzündung der Atemwege einher. Normalerweise sind Entzündungsreaktionen ein wichtiger Teil des Heilungsprozesses. Bei Patienten mit Mukoviszidose und COPD führen anhaltende Entzündungen jedoch zu einer fortschreitenden Zerstörung des Lungengewebes und verstärkten Infektionen. Forscher konnten sich die Ursache der dauerhaften Atemwegsentzündungen bisher nicht erklären.
In einer Studie testete ein Forschungsteam nun, inwieweit die Verstopfung der Atemwege mit zähem Schleim bestimmte Immunzellen – die Makrophagen – verändert. Bei einer Untersuchung kranker Mäuse mit stark verschleimten Atemwegen beobachteten die Forscher überraschenderweise, dass die Makrophagen entzündungsfördernde Eigenschaften besitzen. „Die Makrophagen aus den Lungen dieser Mäuse erfüllten ihre Funktion als Fresszellen nicht mehr und produzierten entzündungsfördernde Botenstoffe“, erklärt Dr. Michelle Paulsen, Co-Erstautorin.
Diese Ergebnisse wurden durch weitere Experimente bestätigt, bei denen Makrophagen gesunder Mäuse mit Schleim behandelt wurden. In Folge des Kontakts zeigten die Atemwegsmakrophagen die gleichen Veränderungen wie die aus den Lungen der genetisch veränderten Mäuse.
Um zu erklären, warum Atemwegsmakrophagen die in Kontakt mit zähem Atemwegsschleim gekommen sind, andere Eigenschaften aufweisen als Makrophagen aus gesunden Atemwegen, schauten sich die Wissenschaftler das Erbgut der Immunzellen genau an. Dabei legten sie besonderes Augenmerk auf die Struktur der DNA im Zellkern. „Wir konnten zeigen, dass bestimmte Abschnitte der Makrophagen-DNA so verändert waren, dass Gene für entzündungsfördernde Botenstoffe vermehrt abgelesen werden“, fasst Prof. Christoph Plass, Co-Autor, zusammen.
Bei den Veränderungen der DNA handelte es sich nicht um Veränderungen in der DNA-Sequenz, sondern um epigenetische Veränderungen: Die beobachteten Veränderungen an der Makrophagen-DNA bewirkten eine Lockerung der DNA-Struktur.
Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass die chronische Entzündung der Atemwege auf eine starke Verschleimung zurückzuführen ist, welche wiederum auf der Umprogrammierung von Atemwegsmakrophagen beruht. Dies hat eine Verschlimmerung der Symptome für Patienten mit Mukoviszidose und COPD zur Folge. Die Beobachtungen des Teams unterstreichen die Bedeutung schleimlösender Therapien zur Behandlung der Lungenerkrankungen. „Zukünftig könnten die veränderten Atemwegsmakrophagen als Angriffspunkt für die Entwicklung zielgerichteter Therapien für Mukoviszidose und COPD dienen“, erläutert Dr. Joschka Hey, Co-Erstautor der Studie.
Dieser Text basiert auf einer Pressemitteilung des Deutschen Zentrums für Lungenforschung. Hier findet ihr die Originalpublikation.
Bildquelle: Lucas Benjamin, unsplash.