COPD: 3D-Gewebe schließt Lücke bei Wirkstofftests

12. Mai 2015
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An menschlichen 3D-Lungengewebsproben wurde der Einfluss neuer Therapieansätze für die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) erprobt. Krankes Lungengewebe sowie mögliche Reparaturmechanismen konnten mit hoher zeitlicher Auflösung beobachtet werden.

Einem Team um Dr. Dr. Melanie Königshoff und der Doktorandin Franziska Uhl am Comprehensive Pneumology Center des Helmholtz Zentrums München ist es nun zusammen mit klinischen Partnern gelungen, an dreidimensionalem, lebendem, menschlichem Lungengewebe zu forschen. Die Forscher griffen dabei auf eine Vielzahl chemischer, biologischer und bildgebender Verfahren zurück. 

„Wir konnten so zeigen, dass die Aktivierung des Wnt/beta-Catenin-Signalweges eine Reparatur in dem kranken Lungengewebe anstößt, die abhängig ist vom Erkrankungsstadium des Patienten“, sagt Uhl. Mit ihrem Verfahren etablierten Königshoff und ihr Team neue Möglichkeiten zur Bewertung pathologischer Veränderungen, zu funktionalen Studien und insbesondere auch zur Erprobung pharmazeutischer Wirkstoffe, die unter den früheren Versuchsbedingungen nicht mögliche gewesen wären.

„Bisher benutzte Zellkulturen von Versuchstieren oder Menschen in der Petrischale waren auf zwei Dimensionen und auf einzelne Zeitpunkte beschränkt“, erklärt Königshoff. Die neue Methode erlaubt es, krankes Lungengewebe von Patienten sowie mögliche Reparaturmechanismen in 3D und mit hoher zeitlicher Auflösung zu beobachten. So entstanden räumlich und zeitlich hoch aufgelöste Bilder des erkrankten Lungengewebes, an denen man Veränderungen in und an den Lungenbläschen gut ablesen kann.

Ausdehnung der Analyse auf andere Lungenerkrankungen

Mit dieser Methode schließt sich die Lücke, die bisher zwischen der Identifizierung von Wirkstoffen, deren Testung in der präklinischen Forschung und deren Anwendung am Patienten bestand. „Wir hoffen auf diesem Weg langfristig Therapien entwickeln zu können, die eine Reparatur des Lungengewebes im Patienten selbst anstoßen“, sagt Königshoff.

 Das Forscherteam will im nächsten Schritt die Studie auf eine zahlenmäßig breitere Basis stellen, weitere neue Therapieansätze testen und die Analyse auf andere Lungenerkrankungen wie etwa die Lungenfibrose und den Lungenkrebs ausdehnen.

Originalpublikation

:

Preclinical validation and imaging of Wnt-induced repair in human 3D lung tissue cultures
Franziska E. Uhl et al.; European Respiratory Journal, doi: 10.1183/09031936.00183214; 2015

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