Mukoviszidose: Warum Infektionen trotz Therapie fortbestehen

Ein Team der Universität Genf hat herausgefunden, dass die Behandlung von Mukoviszidose die Ansatzpunkte der Bakterien, die für Atemwegsinfektionen verantwortlich sind, nicht beseitigt.

Mukoviszidose ist eine genetische Erkrankung, die zu schweren, manchmal tödlichen Funktionsstörungen der Atemwege und des Verdauungssystems führt. Eine neue Behandlung, die seit 2020 verfügbar ist, verbessert die Lungenfunktion und die Lebensqualität der Betroffenen. Sie beseitigt jedoch nicht immer die Bakterien, die für Atemwegsinfektionen verantwortlich sind. Wissenschaftler der Universität Genf haben 3D-Modelle von Zellen aus der menschlichen Lunge untersucht und herausgefunden, dass das Medikament die Bildung von "Ankerpunkten" auf der Oberfläche der Atemwege, an denen Bakterien andocken, um den Körper zu infizieren, nicht verhindert. Diese Andockstellen entstehen durch eine Störung der Signale, die an der Entwicklung der Zellen des Atmungssystems beteiligt sind. Durch die Kombination der derzeitigen Behandlung mit anderen Molekülen könnte das zelluläre Gleichgewicht wiederhergestellt und so bakteriellen Infektionen besser vorgebeugt werden. Diese Ergebnisse sind in der Zeitschrift American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology zu finden.

Mukoviszidose ist die häufigste genetische Erkrankung. Sie betrifft jedes Jahr in der Schweiz eines von 3300 Neugeborenen. Mutationen im Gen, das für das CFTR-Protein verantwortlich ist, führen zur Absonderung eines zu zähen Schleims, der die Atemwege verstopft. Eine Dreifachtherapie, die seit 2020 in der Schweiz erhältlich ist, verbessert zwar die Lebensqualität der Betroffenen, ist aber nicht für alle geeignet und nicht immer wirksam.

Ein nicht unerheblicher Teil der Menschen, die diese Behandlung erhalten, leidet immer noch an Entzündungen und Infektionen der Atemwege. Marc Chanson, ordentlicher Professor an der Abteilung für Zellphysiologie und Stoffwechsel der Medizinischen Fakultät der Universität Genf und Mitglied des Genfer Zentrums für Entzündungsforschung, der die Arbeit leitete, erklärt: ’Es ist wichtig, die Gründe dafür zu verstehen, um die Betreuung der Patienten zu verbessern.

Ein Ungleichgewicht der Zellsignale
In früheren Arbeiten hatte das Team von Marc Chanson entdeckt, dass Atemzellen, die an Mukoviszidose leiden, auf ihrer Oberfläche Ankerpunkte bilden, an denen sich Bakterien in der Lunge festsetzen können. Mehdi Badaoui, Oberassistent am Departement für Zellphysiologie und Stoffwechsel der Medizinischen Fakultät der Universität Genf und letzter Autor der Studie, erklärt: "Wir wollten wissen, ob die Dreifach-Therapie diesen Mechanismus, der bakteriellen Infektionen so sehr förderlich ist, beeinflusst.

Durch den Vergleich von 3D-Modellen menschlicher Lungenzellen - gesunden und an Mukoviszidose erkrankten - haben die Wissenschaftler nachgewiesen, dass die derzeit verwendete Dreifachtherapie die Bildung dieser Ankerstationen nicht verhindert. Darüber hinaus zeigt die Genexpression von gesunden Zellen im Vergleich zu Zellen mit Mukoviszidose ein Ungleichgewicht zwischen zwei Zellsignalwegen: Der TGF-β-Weg ist überaktiviert, während der Wnt-Signalweg gehemmt ist. Zellsignalwege sind die Grundlage für die Entwicklung aller mehrzelligen Organismen, einschließlich des Menschen. Ohne sie können die Zellen nicht richtig wachsen und funktionieren.

Indem das Forschungsteam eine Störung dieser Signalwege aufdeckt, macht es einen Schlüsselmechanismus deutlich: Die kranken Zellen erhalten nicht die richtigen Signale und bilden daher diese für sie schädlichen Ankerstationen. Indem sie das Gleichgewicht zwischen den beiden zellulären Signalwegen wiederherstellten, konnten die Wissenschaftler die Bildung dieser Ankerstellen stark reduzieren. Wenn es uns gelingt, ein pharmazeutisches Molekül zu identifizieren, das dieses Gleichgewicht bei Patienten wiederherstellen kann, könnten wir es mit der derzeitigen Dreifach-Therapie kombinieren, um deren Wirksamkeit zu erhöhen und so bakterielle Infektionen zu reduzieren und gleichzeitig die Nebenwirkungen zu verringern", schließt Marc Chanson.

4. Apr. 2024