Bei Kindern mit Mukoviszidose wurden frühe Lungenschädigungsmuster aufgedeckt

Forscher haben kartiert, wie Lungenschäden bei Kindern mit Mukoviszidose früh im Leben beginnen, und lieferten neue Erkenntnisse, die dazu beitragen werden, die zukünftige Pflege neu zu gestalten.

Das Forschungsteam unter der Leitung des Murdoch Children’s Research Institute (MCRI) und des Peter MacCallum Cancer Centre hat den bislang größten Lungenatlas der unteren Atemwege junger Mukoviszidose-Patienten erstellt und damit neue Hinweise zur Prävention langfristiger Erkrankungen geliefert.

Melanie Neeland, außerordentliche Professorin am MCRI, sagte, die Ergebnisse zeigten, dass Immunanomalien bei Mukoviszidose-Patienten bereits im frühen Kindesalter ausgeprägt seien und aktuelle Behandlungen die Lunge nicht vor irreversiblen Schäden schützen könnten.

Das Team analysierte mehr als 190.000 einzelne Zellen aus 45 Lungenproben von 37 Kindern im Alter von fünf Monaten bis sechs Jahren, die im Royal Children’s Hospital (RCH) wegen Mukoviszidose behandelt wurden. Mithilfe fortschrittlicher Einzelzellsequenzierung und Proteinanalyse identifizierten sie 43 verschiedene Arten von Immun- und Epithelzellen und erstellten eine detaillierte Zellkarte der sich entwickelnden Lunge.

Die Forschung wurde von der Chan Zuckerberg Initiative unterstützt und spiegelt deren Interesse an der Untersuchung der Funktionsweise von Zellen wider, um besser zu verstehen, warum Krankheiten auftreten und wie man sie beheben kann.

Veröffentlicht in SchleimhautimmunologieDie Studie ergab, dass selbst bei Kindern im Vorschulalter mit Mukoviszidose die wichtigsten Immunzellen, insbesondere Makrophagen, nicht stark genug sind, um Infektionen abzuwehren. Diese Zellen zeigten eine abnormale Aktivität in mehreren wichtigen biologischen Signalwegen, einschließlich derjenigen, die an Entzündungen, der Cholesterinregulierung und der mit Lungenfibrose verbundenen Gewebevernarbung beteiligt sind.

Wichtig ist, dass diese Anomalien bei Kindern stärker ausgeprägt waren, die bereits begonnen hatten, Bronchiektasen zu entwickeln, eine Form irreversibler Lungenschäden, die zu lebenslangen Atemproblemen führen kann.

Kinder mit Mukoviszidose sind aufgrund des zähen Schleims in den Atemwegen häufig mit anhaltenden Lungeninfektionen konfrontiert. In Australien leiden etwa 1.600 Kinder an Mukoviszidose, wobei alle vier Tage ein Baby mit dieser Erkrankung zur Welt kommt.

Die Forscher untersuchten auch die Auswirkungen häufig verwendeter Mukoviszidose-Medikamente, die sich auf den zugrunde liegenden genetischen Defekt konzentrieren.

Außerordentlicher Professor Neeland sagte, trotz großer Fortschritte bei der Behandlung von Mukoviszidose deuten die Ergebnisse darauf hin, dass gezielte entzündungshemmende Behandlungen zusätzlich zu aktuellen Medikamenten notwendig sein könnten, um dauerhafte Lungenschäden zu verhindern.

„Wir haben herausgefunden, dass eine Immunschwäche in der Lunge bereits im Vorschulalter beginnt und trotz aktueller bahnbrechender Therapien anhält“, sagte sie.

„Obwohl diese Therapien als hochwirksame Behandlungen gelten, deuten unsere Ergebnisse bei Kindern darauf hin, dass ihre Wirkung auf Lungenerkrankungen möglicherweise nicht so gut ist wie vorhergesagt.“

„Dies deutet darauf hin, dass frühe Interventionsstrategien, die diese Medikamente mit gezielten entzündungshemmenden Therapien kombinieren, dazu beitragen könnten, Lungenschäden zu verhindern. Diese Ergebnisse stellen eine leistungsstarke neue Ressource dar und verdeutlichen ein kritisches Interventionsfenster.“

Die Studie zeigt, dass es noch ein weiter Weg ist, um sicherzustellen, dass Menschen mit Mukoviszidose unbeeinträchtigt von der Krankheit leben können. Es unterstreicht auch die Bedeutung der Untersuchung von Lungenerkrankungen bei Vorschulkindern, die in der Forschung, die sich auf Erwachsene konzentriert, oft übersehen werden.“

Shivanthan Shanthikumar, außerordentlicher Professor, MCRI, Pädiatrischer Atemwegsspezialist am RCH

Lewis, 12, der an Mukoviszidose leidet, hat zuvor an MCRI-Studien teilgenommen, von denen eine die Sichtweise auf Lungenerkrankungen im frühen Leben bei Mukoviszidose verändert hat.

Mutter Justine sagte, die Mukoviszidose-Forschung habe einen Wandel bewirkt und andere Familien dazu ermutigt, sich an klinischen Studien zu beteiligen. Um bei der Suche nach neuen Behandlungsmethoden zu helfen, haben MCRI-Forscher auch Modelle menschlicher Lungenstammzellen im Labor gezüchtet, um Tausende bestehender Medikamente daraufhin zu testen, ob sie gegen Mukoviszidose wirksam sein könnten.

„Wir haben bereits an der Forschung teilgenommen und würden es sofort wieder tun, wenn es anderen Kindern hilft“, sagte Justine. „Lewis hat nur deshalb Zugang zu lebensverändernden Medikamenten, weil ein Forscherteam irgendwo nachgewiesen hat, dass sie wirken.“

„Seine Ärzte haben uns schon früh dazu ermutigt, Lewis nicht in einer Blase zu halten, damit er mit Hilfe verschiedener Behandlungen immer noch Sport treiben und bei Outdoor-Aktivitäten erfolgreich sein kann.“

Forscher der University of Melbourne, des Royal Children’s Hospital, des Walter and Eliza Hall Institute of Medical Research, des Garvan Institute of Medical Research und der University of New South Wales trugen ebenfalls zu der Forschung bei.

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