Proteine, Kollagene, Fibroblasten

Forschung als Puzzle

Dr. Claudia Staab-Weijnitz, Teamleiterin am
DZL-Standort München (CPC-M)

Narbenlunge oder Lungenfibrose

Viele Krankheitsbilder, kaum Heilungschancen

Bei der Lungenfibrose kommt es durch chronische Entzündungsprozesse zu einer vermehrten Bildung von Kollagen im Lungengewebe. Das Lungenbindegewebe, das Interstitium, vernarbt. Die Lunge wird weniger elastisch, die Lungenfunktion ist eingeschränkt.
Es gibt vielfältige Ursachen für eine Lungenfibrose: Schadstoffe in der Atemluft, chronische Infektionen oder auch bestimmte Medikamente. Bei etwa der Hälfte der Patienten ist allerdings kein konkreter Auslöser bekannt. In diesen Fällen spricht man von idiopathischer Lungenfibrose.

Das Forschungsprojekt von Claudia Staab-Weijnitz betrifft eine Krankheit, für die es bislang keine Heilungschancen gibt: Die Lungenfibrose. Die Medizin hat noch kein Mittel, die Vernarbung des Lungengewebes rückgängig zu machen. Hier setzt Claudia Staab-Weijnitz mit ihrem Team an.

Ihr Forschungsprojekt soll die Frage beantworten:
Finden wir ein therapeutisches Mittel, ein Medikament, das die Vernarbung des Lungengewebes stoppt oder sogar rückgängig macht?

Dr. rer. nat. Larissa Knüppel, Doktorandin
Stefan Preisendörfer, Medizindoktorand
Elisabeth Hennen, Technische Assistentin

Der erste Schritt des Teams war deswegen, die Vorgänge in den Zellen zu untersuchen, die bei der Vernarbung eine Rolle spielen.
Im Fokus stehen dabei zwei miteinander reagierende Elemente:

  • Kollagen: Ein Protein (Eiweiß), das dem Bindegewebe der Lunge seine Struktur gibt
  • Fibroblasten: Zellen, die die Bestandteile des Bindegewebes herstellen, z.B. Kollagen

Die Hypothese des Teams:

Bei der Lungenfibrose produzieren die Fibroblasten zu viel Kollagen. Wird dieser Mechanismus gestoppt, wird auch die Lungenvernarbung gestoppt.

Entdeckung eines Proteins:

FKBP10 als Schlüsselspieler bei der Vernarbung der Lunge?

Auf der Suche nach den Entstehungsmechanismen analysierten die Wissenschaftler des CPC-M in einer Zusammenarbeit mit der amerikanischen Yale-Universität Daten von deutschen und amerikanischen Patienten. Sie stellten dabei fest, dass in den Lungen von Erkrankten erhöhte Mengen des Proteins FKBP10 zu finden sind. In den gesunden Zellen des Bindegewebes ist dieses Protein an der Bildung von Kollagen beteiligt und damit mitverantwortlich für die Festigkeit des Zellverbundes.
Bei der Fibrose aber ist es hochreguliert, also übermäßig vorhanden.
Wenn es gelänge, die Produktion oder die Aktivität dieses Proteins zu hemmen, könnte sich daraus ein neuer Therapieansatz für fibrotische Erkrankungen ergeben. Anders formuliert:

Knockdown von FKBP10 = weniger Kollagenbildung in der Fibrose?

Um diese Hypothese hinsichtlich FKBP10 zu stützen, untersuchen Elisabeth und Larissa die Aktivität der Fibroblasten ganz genau: in einem Versuch, einem "Scratch Assay".

Bei diesem Versuch wird das Prinzip der Wundheilung durch die Bindegewebszellen nachgestellt. 
Denn was bei der Wundheilung positiv ist, ist bei der Lungenfibrose negativ. Da nämlich reagieren die Fibroblasten anormal und bilden Narbengewebe, das einen schädlichen Effekt hat. 

Im Video - Schauen Sie Elisabeth und Larissa beim Scratch Assay im Labor über die Schulter:

Was das Team jetzt also weiß:

  • Die Ursache für die fibrotischen Veränderungen in der Lunge ist die vermehrte Bildung von Kollagenen durch die Fibroblasten. 
  • Parallel spielt offensichtlich das Protein FKBP10 eine schädliche Rolle – wenn es überreguliert ist.

Was folgt daraus?
Gehen Sie mit Claudia Staab-Weijnitz und ihrem Team auf die Zielgerade - die Suche nach einer Therapie für die meist unheilbare Lungenfibrose:

 

Konzeption, Texte, Produktion Videos: Doris Hammerschmidt, CPC-M 

Bilder:

Fibroplasten: Judyta Dulnik - Own work, CC BY-SA 4.0
Grafik Fibrose: Angelika Kramer Grafikdesign
Gruppenfoto: Michael Haggenmüller
Weitere Hintergrundbilder: Claudia Staab-Weijnitz,  Helmholtz Zentrum München

Eine Produktion des DZL-Standorts München (CPC-M)

www.cpc-munich.de - info@cpc-munich.de