Lungenschäden stoppen, bevor sie tödlich werden

image: Um diese Krankheiten zu behandeln und ihnen vorzubeugen, müssen Forscher verstehen, warum Sauerstoffmangel das Immunsystem beeinträchtigt.
Aussicht das Meer

Bildnachweis: La Jolla Institut für Immunologie

LA JOLLA, CA – Wenn Sie jemals Schwierigkeiten beim Atmen hatten, hatten Sie einen Moment der Hypoxie – Sauerstoffmangel. Hypoxie kann langfristige Auswirkungen haben. Tatsächlich beschreiben Ärzte Hypoxie als „erste Beleidigung“.

Das Erleben von Hypoxie ist ein bekannter Auslöser für die Entwicklung und Verschlechterung von Lungenerkrankungen wie schwerem Asthma, chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und Fibrose. Um diese Krankheiten zu behandeln und ihnen vorzubeugen, müssen Forscher verstehen, warum Sauerstoffmangel das Immunsystem beeinträchtigt.

Neue Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern des La Jolla Institute for Immunology (LJI) zeigen, dass Hypoxie dieselbe Gruppe von Immunzellen aktivieren kann, die bei Asthmaanfällen Entzündungen verursachen. Als Person, die nach Luft schnappt, überschwemmen diese Zellen die Atemwege mit Molekülen, die die Lunge schädigen.

„Wir zeigen, wie Sauerstoffmangel Teil einer Rückkopplungsschleife sein kann, die zu noch schlimmeren Entzündungen beitragen kann“, sagt LJI-Professor und Chief Scientific Officer Mitchell Kronenberg, Ph.D.ein Mitglied der LJI Zentrum für Autoimmunität und Entzündung. „Diese Arbeit gibt uns Einblick in die Ursachen von Lungenfibrose und schwerem Asthma.“

Kronenberg und seine Kollegen arbeiteten mit einem genetisch veränderten Mausmodell, um die Signale der Hypoxie in den Epithelzellen der Atemwege nachzuahmen, die die Wege zur Lunge säumen. Sie entdeckten, dass die Kombination der Hypoxiesignale mit Entzündungssignalen die „angeborene“ oder schnell reagierende Immunität und einen Immunzelltyp namens ILC2 stimulierte.

Die Aufgabe eines ILC2 besteht darin, Signalmoleküle (Zytokine genannt) herzustellen, die andere Immunzellen schnell darauf aufmerksam machen, auf einen Krankheitserreger zu reagieren. Leider reagieren ILC2 manchmal überreagiert und reagieren auf harmlose Umweltallergene. In diesen Fällen produzieren ILC2 Zytokine, die die Schleimproduktion und Entzündungen in der Lunge antreiben. All diese Schwellungen und der Schleim führen zu Hypoxie.

Wie sie sich melden Zeitschrift für experimentelle Medizinreagierten ILC2s auch auf Hypoxie und trugen zu den Lungenschäden bei, die bereits während eines Asthmaanfalls verursacht wurden.

„Diese Hypoxie kann dann weiter zur Entzündung beitragen“, sagt Kronenberg.

Der nächste Schritt bestand darin, genau herauszufinden, wie Epithelzellen ILC2 während Hypoxie aktivieren. LJI Postdoctoral Fellow Jihye Han, Ph.D., leitete die Arbeit, um einen unerwarteten Übeltäter aufzudecken: Adrenomedullin (ADM). ADM ist bekannt für seine Rolle bei der Erweiterung der Blutgefäße, aber bisher hatte es keine bekannte Rolle bei der Immunfunktion.

Kronenberg war überrascht, ADM beteiligt zu sehen – aber nicht schockiert. „Wir stellen fest, dass viele Moleküle, die bisher keine Rolle im Immunsystem haben, auch wichtig für die Immunfunktion sein können“, sagt Kronenberg. “Das müssen wir allgemeiner verstehen.”

Die Forscher zeigten, dass menschliche Lungenepithelzellen, die Hypoxie ausgesetzt waren, ebenfalls ADM produzierten. Dies bedeutet, dass ADM oder sein Rezeptor Ziele für die Behandlung von entzündlichen und allergischen Lungenerkrankungen sein könnten.

Die Herausforderung besteht darin, ein Gleichgewicht zwischen der Dämpfung der schädlichen Immunantwort zu finden, ohne den Körper anfällig für Infektionen zu machen. Kronenberg weist darauf hin, dass die Epithelzellen-ADM-ILC2-Verbindung Mäuse vor Hakenwurminfektionen schützte, die Lunge und Darm schädigen.

„ADM ist ein neuer Angriffspunkt für Lungenerkrankungen und wurde auch mit bakterieller Lungenentzündung in Verbindung gebracht“, sagt Kronenberg. “Aber das Blockieren müsste sorgfältig erfolgen.”

Weitere Autoren der Studie „Hypoxia 1 Induces Adrenomedullin from Lung Epithelia Stimulating ILC2 Inflammation and Immunity“ sind die Erstautorin Jihye Han, Qingqing Wan, Goo-Young Seo, Kenneth Kim, Sarah el Baghdady, Jee H. Lee und Yun-Cai Liu.

Diese Forschung wurde von den National Institutes of Health unterstützt (Grants R01AI123398 und U01 AI125955).

DOI: 10.1084 / jem.20211985


Haftungsausschluss: AAAS und EurekAlert! sind nicht verantwortlich für die Richtigkeit der auf EurekAlert veröffentlichten Pressemitteilungen! durch beitragende Institutionen oder für die Verwendung von Informationen über das EurekAlert-System.

Leave a Reply

Your email address will not be published.