Was ist das Problem der Blutgefäße bei bronchopulmonaler Dysplasie?

• Antragsteller: Professor Rory Edward Morty, Ph.D.; Professor Dr. Christian Mühlfeld
• Fachliche Zuordnung: Pneumologie,Thoraxchirurgie ; Anatomie und Physiologie ; Nuklearmedizin, Strahlentherapie, Strahlenbiologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420759458

Bronchopulmonale Dysplasie (BPD) ist eine schwerwiegende Erkrankung, die unreif geborene Kinder betrifft, und die mit einer gestörten Lungenentwicklung und einem Lungenhochdruck (pulmonale Hypertonie, PH) einhergeht. Obwohl bekannt ist, dass Veränderungen der Blutgefäße bei BPD vorliegen, die vermutlich maßgeblich an der Pathogenese und der späteren PH beteiligt sind, sind die eigentlichen Veränderungen qualitativ und quantitativ unklar. Das vorliegende Projekt hat zum Ziel, diese Lücke mit einer innovativen Kombination aus neu entwickelten Methoden zur Quantifizierung und 3D Rekonstruktion der Blutgefäße zu schließen. Dafür sollen neben der normalen postnatalen Entwicklung BPD Lungen aus drei unterschiedlichen tierexperimentellen Modellen untersucht werden, nämlich aus dem Hyperoxie-Modell der Maus, dem Frühgeborenen-/Hyperoxie-Modell des Kaninchens und aus dem Frühgeborenen-Modell des Pavians. Die Verwendung des Pavianmodells ermöglicht ein der menschlichen BPD sehr nahes Bild, während Maus und Kaninchen für zukünftige Testung therapeutischer Ansätze wichtig ist. Die Lungen werden durch Perfusion fixiert und entweder für die Quantifizierung durch Stereologie oder für die 3D Rekonstruktion aufbereitet. Letztere erfolgt an µCT-Datensätzen mit anschließender lichtmikroskopischer Analyse des Gefäßbaums oder an den elektronenmikroskopischen 3D-Datensätzen des Kapillarnetzes ganzer Alveolen (Serial Block Face Rasterelektronenmikroskopie). Aufgrund der neuartigen Methodik lassen sich viele Fragen beantworten, die bislang völlig unklar sind, z. B. erlaubt die 3D Rekonstruktion festzustellen, in welcher Teilungsgeneration der Gefäße die Veränderungen auftreten, was nur bei Rekonstruktion des gesamten Gefäßbaums eines Lappens möglich ist. Ein weiteres Beispiel sind die Veränderungen des alveolären Kapillarnetzes. Mit Hilfe eines neuen stereologischen Verfahrens lässt sich die Anzahl der Kapillaren in den Alveolarsepten bestimmen (Euler-Poincaré-Charakteristik), so dass die Art der Entwicklungsverzögerung erfasst und in Bezug zu der Verzögerung der Alveolarisierung gesetzt werden kann. Die Beantwortung dieser und weiterer im Antrag spezifizierter Fragen ist essentiell, um die Pathogenese der BPD verstehen zu können und davon ausgehend neue Therapiestrategien entwickeln zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen