Immunzell-Profiling bei chronischen Lungenerkrankungen

Chronische Lungenerkrankungen wie die chronische obstruktive Lungenerkrankung oder die idiopathische pulmonale Fibrose nehmen innerhalb der Sterblichkeitsrate in der zunehmend alternden Bevölkerung immer mehr an Bedeutung zu. Die häufigsten Symptome wie chronische Atemnot (Dyspnoe), Husten, schnelle Ermüdung (oder chronischer Fatigue, Müdigkeit) und Gewichtsverlust führen zu einer massiven Verringerung der Lebensqualität betroffener Menschen. Pulmonale Hypertonie (PH) kann die chronischen Lungenerkrankungen als Begleiterscheinung noch weiter erschweren, da bereits eine geringe Erhöhung des pulmonalarteriellen Druckes mit einer Verschlechterung der Prognose verbunden ist. Bei jeder Art von PH kommt es zu strukturellen Veränderungen in den Pulmonalarterien der Lunge (sogenanntes vaskuläres Remodelling), welche direkt Einfluss auf die Druckveränderungen haben. Obwohl es bereits mehrere Therapiemöglichkeiten zur Behandlung der idiopathischen Form (der IPAH) gibt, kann bisher nur das Fortschreiten, nicht jedoch die zugrundeliegende Ursache, der Erkrankung behandelt werden. Derzeit gibt es noch keine Medikationen zur Behandlung der PH bei chronischen Lungenerkrankungen. Entzündung und das Immunsystem spielen eine wichtige Rolle bei der Pathogenese des vaskulären Remodellings bei IPAH. Die Anzahl und Anhäufung der Entzündungszellen in und rund um die Gefäße korrelieren direkt mit dem Ausmaß der Gefäßveränderungen. Die an betroffenen Gefäße rekrutierten Immunzellen können in Folge frei lösliche Mediatoren freisetzen, die weiterhin zum Gefäßumbau beitragen können und auch zu einer langfristig anhaltenden Entzündungsreaktion mit andauernder Immunzell-Infiltration führen. Trotz dieser bedeutenden Zusammenhänge, ist derzeit noch sehr wenig über die Rolle der Entzündung in der PH bei Lungenerkrankungen bekannt. In dieser Studie wollen wir bei dieser Lücke angreifen und untersuchen ob es Gemeinsamkeiten beim Entzündungsprofil in den unterschiedlichen Formen von PH gibt, und ob und wie dieses in Relation zum Gefäßumbau steht. Letztendlich werden wir den Einfluss von einzelner, isolierter Zellpopulationen auf die Induktion und das Fortschreiten der PH untersuchen. Diese Studie wird daher nicht nur zum besseren Verständnis dieser tödlichen Erkrankungen beitragen, sondern auch grundlegende Erkenntnisse für zukünftige Therapiestrategien auf Basis von Immunomodulation bieten.

Chronische Lungenerkrankungen wie die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und die idiopathische Lungenfibrose (IPF) sind eine zunehmend häufige Todesursache in der alternden Bevölkerung. Chronische Lungenerkrankungen werden häufig durch Bluthochdruck in der Lunge (pulmonale Hypertonie, PH) kompliziert, was mit einer schlechteren Prognose verbunden ist. Unsere Studie untersuchte, wie sich das Immunsystem in den Lungen und Lungenblutgefäßen dieser Patienten verändert. Wir stellten fest, dass die Veränderungen in der COPD-Gruppe am stärksten und am deutlichsten im Vergleich zu den gesunden Proben ausgeprägt waren, während die Fibrose-Gruppe gemischter war - einige Proben ähnelten COPD, während andere dem gesunden Gewebe näherkamen. Bei einer genaueren Untersuchung der Zusammensetzung der Immunzellen sahen wir Veränderungen in mehreren Immunzelltypen, darunter T-Zellen, Granulozyten, Makrophagen und Mastzellen. Sowohl COPD- als auch Fibrosepatienten hatten mehr T-Zellen, jedoch wiesen Personen mit Lungenfibrose weniger natürliche Killer-T-(NKT)-Zellen auf - ein Zelltyp, der hilft, Entzündungen und Infektionen zu kontrollieren. Beim Vergleich dieser Erkrankungen mit einer anderen Lungenerkrankung, der idiopathischen pulmonal-arteriellen Hypertonie, beobachteten wir, dass sich die Zusammensetzung der Lungenarterien unterschied, was möglicherweise durch die unterschiedliche Häufigkeit von Immunzellen beeinflusst wird. Bei der Analyse innerhalb einer Patientengruppe identifizierten wir verschiedene Krankheitssubtypen: ein COPD-Subtyp war durch schwere pulmonale Hypertonie, aber geringere Umbauprozesse im Lungengewebe (Emphysem) gekennzeichnet, während ein zweiter Subtyp ein stark ausgeprägtes Entzündungssignal zeigte, mit stärkerem Emphysem und schlechterem Gasaustausch. Diese Ergebnisse sind wichtig, da sie zeigen, wie Immunzellen und Blutgefäße bei diesen unterschiedlichen Lungenerkrankungen verändert sind. Zukünftig könnten diese Erkenntnisse dazu beitragen, die Diagnose zu verbessern, Ersatzmarker zur Überwachung des Krankheitsverlaufs bereitzustellen und letztlich die Entwicklung gezielterer Therapien zu unterstützen.