Die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD) ist eine unheilbare Lungenerkrankung, die mittlerweile zu den häufigsten Todesfällen weltweit führt. Leider sind die Entstehungsmechanismen hinter der Krankheit weitgehend unerforscht.
Um jedoch eine erfolgversprechende Therapie entwickeln zu können, ist es notwendig die Prozesse im Körper, beziehungsweise in der Lunge, zu verstehen, die letztlich zu der charakteristischen Entzündung im Alveolarparenchym führen.
Bisher weiß man darüber lediglich, das Patienten mit einer COPD eine erhöhte Anzahl an verschiedenen Immunzellen haben. So sind beispielsweise Neurophile und Makrophagen sowie T- und B-Zellen erheblich an der Schädigung des Lungengewebes beteiligt.
Vor allem die Makrophagen, auch bekannt als Riesenfresszellen, spielen beim Zelltod (Ferroptose) eine essentielle Rolle. Fehlen diese, oder wird deren Migration in die Lunge beeinträchtigt, hat das einen stark positiven Effekt auf die Verhinderung der COPD-Entstehung. Ferroptose ist ein eisenabhängiger Prozess, der in Gang gesetzt und beschleunigt wird, wenn in der Lunge viel freies Eisen vorliegt. Eine Reihe von exogenen Stoffen, wie beispielsweise Zigarettenrauch, können den Eisengehalt in der Lunge erhöhen.
Dr. Aicha Jeridi und ihr Team am Institute of Lung Health and Immunity am Helmholtz Zentrum München haben sich nun vorgenommen, gezielt die Aufnahme von Eisen in die Lunge durch spezifische Eisentransportkanäle zu untersuchen und möglicherweise Rückschlüsse auf deren Beteiligung bei der COPD-Entstehung zu ziehen.
Zunächst werden die Eisentransportkanäle der Lunge sichtbar und lokalisierbar gemacht. Dies geschieht mittels Co-Färbung mit bekannten Markern für verschiedene Lungenzellen. Die Technologie 4i (interactive indirect immunoflurescence imaging) dahinter ist bereits in anderen Zusammenhängen erprobt. Anschließend sucht man in den Blutproben von Patienten aus der Studiendatenbank ELISA und bei berauchten Mäusen nach dem Vorhandensein von freiem Eisen.
In einem zweiten Schritt wird mit Hilfe eines bekannten Readouts für Eisenaufnahme untersucht, ob, wie und in welcher Qualität Ferroptose in den Epithelzellen stattfindet. Ein mit dem Zelltod einhergehender Prozess, die Lipideroxidation, wird in festgelegten Zeitabständen nach der Behandlung mit Eisen bestimmt. Ebenso nach festgelegten Zeitabständen wird die Zellviabilität, sprich die Anzahl der lebenden Zellen, sowie die Expression bestimmter Gene gemessen.
Zudem identifiziert und lokalisiert das Team um Dr. Aicha Jeridi Hemmstoffe behandelter Eisentransportkanäle und stellt sicher, dass diese Effekte tatsächlich auf die Targetierung der Kanäle zurückzuführen ist.
Zusammenfassend sprechen die vorläufigen Ergebnisse dafür, dass die Targetierung der Eisentransportkanäle einen vielversprechenden Ansatz darstellt, um die Schäden an der Lunge, die aus dem ferroptotischen Zelltod resultieren, einzudämmen oder gar rückgängig machen zu können.