COPD: Bisher unbekannten Krankheitsmechanismus entschlüsselt

Neuer Angriffspunkt zur Behandlung von COPD entdeckt

COPD gehört weltweit zu den am weitesten verbreiteten Lungenerkrankungen. Rund 300 Millionen Menschen leiden daran, fast drei Millionen Betroffene sterben pro Jahr aufgrund der Krankheit. Eine heilende Therapie steht derzeit nicht zur Verfügung. Ein deutsches Forschungsteam konnte nun jedoch einen bislang unbekannten Krankheitsmechanismus bei COPD entschlüsseln, der die Tür für neue Therapieansätze öffnet.

Forschende der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) zeigten, dass bei der chronisch obstruktiven Lungenerkrankung (COPD) das Recycling eines krankheitsfördernden Moleküls durch einen bestimmten Ionenkanal beeinträchtigt ist. Diese Ionenkanäle sind nach Ansicht der Arbeitsgruppe Angriffsziele für neue Therapien gegen COPD. Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich im renommierten Fachjournal „Nature Communications“ vorgestellt.

Wie entsteht COPD?

Laut dem Forschungsteam der LMU ist COPD ein Sammelbegriff für chronisch obstruktive Bronchitis und Lungenemphysem und entsteht vor allem als Reaktion auf Umweltschadstoffe und Gendefekte. Der größte Risikofaktor für die Entstehung von COPD ist das Rauchen. Einige feinstoffliche Mechanismen, die zur Entwicklung von COPD beitragen, sind immer noch nicht aufgeklärt. Die aktuelle Untersuchung fügt diesem Puzzle nun ein wichtiges Teil hinzu, um das Bild zu komplettieren.

Ionenkanäle als potenzielle Angriffspunkte für COPD identifiziert

Das Team um den LMU-Pharmakologen Professor Christian Grimm konnte nun in Kooperation mit Professor Martin Biel vom Department Pharmazie und Dr. Ali Önder Yildirim vom Helmholtz Zentrum München nachweisen, dass bestimmte Ionenkanäle in Immunzellen entscheidend an dem entzündlichen Geschehen beteiligt sind.

Was wurde untersucht?

Im Fokus der Studie standen die sogenannten Alveolarmakrophagen. Das sind Immunzellen, die auf der Oberfläche von Lungenbläschen vorkommen. Nach Angaben der Arbeitsgruppe sekretieren sie verschiedene Stoffe, die Entzündungen einleiten oder aufrecht erhalten. Einer dieser Stoffe ist die Makrophagenelastase MMP12. Bereits in früheren Untersuchungen wurde MMP12 mit der Entwicklung von Lungenemphysemen verbunden, wenn das Produkt der Immunzellen im Überschuss vorliegt.

Ziel der aktuellen Studie war es, herauszufinden, wie MMP12 reguliert wird. In zwei unabhängigen Mausmodellen konnten die Forschenden zeigen, dass ein Ionenkanal namens TRPML3 hierbei eine zentrale Rolle spielt.

Warum ist der Ionenkanal TRPML3 bei COPD wichtig?

Wie die Arbeitsgruppe erläutert, kommt der Ionenkanal TRPML3 in der Lunge fast ausschließlich in Alveolarmakrophagen vor – also den Immunzellen der Lungenbläschen. Wurde der Ionenkanal bei den Mäusen blockiert, erhöhte sich in Folge auch der MMP12-Spiegel und die Mäuse entwickelten die für COPD typischen Lungenschäden.

In einem weiteren Schritt der Studie analysierte das Team die Expression und Funktion des Ionenkanals TRPML3, um aufzuklären, wie die MMP12-Konzentration reguliert wird. „Zu unserer Überraschung fanden wir, dass bei COPD nicht die Sekretion von MMP12 beeinträchtigt ist, sondern die Endozytose“, erklärt Studienleiter Grimm. Bei der Endozytose handelt es sich um einen zellulären Vorgang, bei dem Zellen Flüssigkeiten und Partikel aus der Umgebung aufnehme „Durch die Entzündung wird also nicht mehr MMP12 ausgeschüttet, sondern die Wiederaufnahme von überschüssigem MMP12 durch TRPML3 funktioniert nicht genügend“, folgert Grimm.

TRPML3 bei COPD hochreguliert

Mit dieser neuen Erkenntnis im Hinterkopf verglichen die Forschenden Proben von gesunden Menschen mit denen von COPD-Betroffenen. Es zeigte sich wie erwartet, dass der Ionenkanal TRPML3 bei COPD-Patienten sehr stark hochreguliert ist, also verstärkt gebildet wird. Die Arbeitsgruppe vermutet, dass dies ein Versuch des Körpers ist, dem schädlichen Prozess entgegenzuwirken, indem er versucht, durch mehr TRPML3 das überschüssige MMP12 abzubauen.

Die Forschenden legen insgesamt nahe, dass TRPML3 ein wichtiger Regulator der MMP12-Aufnahme durch Alveolarmakrophagen ist und deshalb als neues therapeutisches Ziel für die Behandlung von COPD in Frage kommt. Dies muss nun in weiteren Studien untersucht werden. (vb)