Regeneration destruierter Alveolen durch Gabe rekombinanter Wachstumsfaktoren als neuer Ansatz zur Emphysemtherapie - molekulare Mechanismen
Final Report Abstract
Ziel des Projektes war es, neue Ansätze einer Regenerationstherapie bei etabhertem Lungenemphysem tierexperimentell zu evaluieren, zugmnde liegende Regenerations-Mechanismen näher zu charakterisieren sowie potentielle Schlüsselereignisse dieser Mechanismen zu identifizieren. Zur Evaluation wurden lungenfunktionsanalytische, quantitativ-morphologische, immunhistologische sowie zell- und molekularbiologische Verfahren eingesetzt. Am Modell des durch Elastase induzierten Emphysems wurden die rekombinanten.Wachstumsfaktoren Keratinocyte Growth Factor (KGF) und Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) therapeutisch eingesetzt und auf ihr Potential, die Regeneration von Alveolen zu fördem getestet. Die genannten Wachstumsfaktoren zielen mit ihrer Wirkung auf jeweils unterschiedliche strukturbildende Zellen (Epithelzellen bzw. Endothelzellen) des Septums. Ein potentiell regenerativer Effekt sollte im Vergleich zu all-trans-Retinolsäure (ATRA) als Positivkontrolle überprüft werden. Nach unseren Daten führt eine Emphysemtherapie mit ATRA bei der Ratte zu einer irregulären Regeneration der Alveolarsepten mit gestörter Architektur. Dies dürfte im Versagen der ATRA-Therapie begründet sein, den auch noch Wochen nach Elastasegabe persitierenden pro-inflammatorischen Zustand der Alveolarmakrophagen zu unterdrücken. Zwar werden wichtige Metalloproteinasen in ihrer Expression und Enzymaktivität durch ATRA gehemmt, gleiches gilt jedoch für deren Inhibitoren, so dass ein Protease/Antiprotease-Ungleichgewicht bestehen bleibt. Der Einsatz von ATRA ist daher nicht als Positivkontrolle geeignet. Beim Rattenmodell des moderaten Emphysems bewirkte die therapeutische Gabe von rekombinantem KGF, nicht jedoch von VEGF, eine Stimulation des Größenwachstums der Lunge insgesamt. Die beim Mausmodell des schweren Emphysems erhobenen Befunde belegen, dass die Gabe von KGF im Vergleich zur Plazebo-Therapie sowohl funktionell als auch strukturell zu alveolärer Regeneration führt. Dieser positive therapeutische Effekt ging einher mit der Proliferation wesentlicher strukturbildender Zellen des Alveolarseptums (Epithel, Endothel, Fibroblasten), der erhöhten Expression von TGFß und wichtiger Signalmoleküle des TGFß-Pathways sowie des Matrixproteins Elastin. Durch in vitro Experimente konnten wir unter Einsatz blockierender anti-TGFß Antikörper belegen, dass die Wirkung von KGF aufdiese Signalwege sowie Elastin, indirekt durch von Alveolarepithelzellen Typ 2 gebildetes TGFß vermittelt wird. TGFß konnte damit als neuer, für die Regeneration von Alveolarsepten essentieller und potentiell therapeutisch nutzbarer Wachstums faktor identifiziert werden.
Publications
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Muyal JP, Plagens A, Herrmann M, Vogelmeier C, Fehrenbach H & Seifart C
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Muyal JP, Muyal V, Kaistha BP, Seifart C & Fehrenbach H
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Yildirim AÖ, Muyal V, John G, Müller B, Seifart C & Fehrenbach H
