Internationales Forschungsteam unter Federführung der Gießener Lungenforschung entdeckt neuen Reparaturmechanismus mit therapeutischem Potenzial – Veröffentlichung in „Nature Communications“
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Wie repariert der Körper Schäden des Lungengewebes nach einer viralen Lungenentzündung und wie lassen sich diese Prozesse therapeutisch beeinflussen? Mit diesen Fragen beschäftigt sich ein internationales Forschungsteam unter Federführung der Gießener Lungen- und Infektionsforscherin Prof. Susanne Herold von der Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU). Infektionen mit Atemwegsviren wie Influenza-Viren, den Auslösern der Virusgrippe, RS-Viren oder Coronaviren können eine virale Lungenentzündung auslösen, die im schlimmsten Fall zum Lungenversagen führt. Die Wissenschaftler:innen konnten nun ein Protein identifizieren, das die Lungenschädigung durch Influenza-Viren mildert und therapeutisches Potenzial besitzen könnte.
Alveolarmakrophagen sorgen für eine stabile Gewebehomöostase
Mit einer schweren Pneumonie ist ein rascher Rückgang des Gasaustauschs in der Lunge verbunden, so dass eine schnelle Regeneration des geschädigten Lungengewebes vonnöten ist. Eine wichtige Rolle bei der Reparatur von inflammationsbedingten Lungenschäden spielen Makrophagen. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil in den Prozessen der Immunabwehr und sorgen unter anderem dafür, dass Erreger im Körper abgebaut werden. Dabei unterscheidet man zwischen ortsunabhängigen Makrophagen, die bei Bedarf über das Blut zum Einsatzort gelangen, und „sesshaften“ Gewebsmakrophagen, die an ein spezifisches Gewebe gebunden sind, wie die Alveolarmakrophagen in der Lunge. Gewebeansässige Alveolarmakrophagen sind langlebige Zellen in den Alveolen, wo der Gasaustausch zwischen Blut und Atemluft stattfindet. Hier sorgen sie für eine stabile Gewebehomöostase und sind an der unmittelbaren Abwehr von Erregern beteiligt. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Alveolarmakrophagen bei einer viralen Pneumonie dezimiert und im Verlauf der Infektion allmählich durch aus dem Knochenmark stammende, mobile Makrophagen ersetzt werden. Diese verwandeln sich in der entzündeten Lunge zu Alveolarmakrophagen.
Reparatur der Lungenschäden durch das Protein Plet1
Das Forschungsteam hat herausgefunden, dass während des Transformationsprozesses der mobilen Makrophagen zu Alveolarmakrophagen in hohem Maße das Protein Plet1 produziert wird. Plet1 erfüllt eine wichtige Funktion für die Lungenreparatur, indem es die Vermehrung von Alveolarepithelzellen und die Wiederversiegelung dieser Zellschichtbarriere induziert. Diese positiven Auswirkungen ließen sich auch von außen herbeiführen: Die Verabreichung von Plet1 milderte im präklinischen Modell die virale Lungenschädigung und führte zu einer deutlich schnelleren Erholung nach einer schweren Infektion, die ansonsten tödlich verläuft. „Wir haben erstmals einen Faktor identifiziert, der die Reparatur der geschädigten Lunge direkt vermittelt. Dieser Befund unterstreicht das therapeutische Potenzial von Plet1 zur Bekämpfung schwerer Lungenschäden bei einer viralen Pneumonie, und möglicherweise auch bei anderen Formen des akuten oder chronischen Lungenversagens“, so Prof. Herold.
An der Studie beteiligt waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener Einrichtungen der Gießener Infektions- und Lungenforschung – Universitätsklinikum Gießen und Marburg (UKGM) am Standort Gießen, Universities of Giessen and Marburg Lung Center (UGMLC), Deutsches Zentrum für Lungenforschung (DZL), Deutsches Zentrum für Infektionsforschung (DZIF), Institut für Lungengesundheit (ILH), Herz-Lunge-Exzellenzcluster Cardiopulmonary Institute (CPI), der Universitäten Heidelberg und Bonn, des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim sowie des Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires (IBioBA) in Buenos Aires (Argentinien).
Originalpublikation:
Pervizaj-Oruqaj, L., Selvakumar, B et al. Alveolar macrophage-expressed Plet1 is a driver of lung epithelial repair after viral pneumonia. Nat Commun 2024; 15: 87. DOI: 10.1038/s41467-023-44421-6
