Mukusaufbau, nicht Infektionen lösen bei Mukoviszidose Lungenschäden aus

Die Bildung von anomal zähem Mukus und damit in Zusammenhang stehende Entzündungen scheinen der Auslöser von Lungenschäden bei Kindern mit Mukoviszidose zu sein, und weniger bakterielle Infektionen. Das geht aus einer Studie der UNC School of Medicine hervor, die kürzlich veröffentlicht worden ist.

Diese neue Arbeit legt nahe, dass es möglich sein könnte, den Ausbruch von Lungenerkrankungen bei Kindern, die von Geburt an an Mukoviszidose leiden, zu verzögern und ihnen möglicherweise ein wesentlich längeres Leben zu ermöglichen. Entscheidend dafür wäre, früh Therapie einzusetzen, die zu einer Verflüssigung oder Verdünnung des Mukus führen.

“Wie eine Lungenerkrankung bei den jüngsten Mukoviszidosepatienten beginnt, ist nicht genau bekannt. Dank dieser Studie können wir jedoch sehen, welche Prozesse zuerst auftreten, und somit Strategien entwickeln, um Patienten zu helfen”, sagt Dr. Charles R. Esther jr., Ko-Erstautor der Studie und Professor für Pädiatrie an der UNC School of Medicine.

Kinder mit Mukoviszidose werden mit meist normaler Lungenfunktionen geboren, entwickeln jedoch schließlich eine Entzündungen, immer wiederkehrende bakterielle Pneumonien und eine progressive Vernarbung des Lungengewebes.

Das Verständnis der ersten Stadien des Prozesses der Mukoviszidose in der Lunge würde es Forschern grundsätzlich ermöglichen, frühe Behandlungen zu entwickeln, um diesen Krankheitsprozess zu verzögern oder zu verhindern. Die Erforschung dieser frühen Stadien der Mukoviszidose stellte jedoch in der Vergangenheit eine große Herausforderung dar – zum Teil, weil Tiermodelle der Mukoviszidose die menschliche Krankheit schlecht nachahmen können. Die Autoren der aktuellen Studie nutzten daher kein Tiermodell, sondern untersuchten die Mukoviszidosepatienten selbst. Die Forscher analysierten Lavage von 46 Kleinkindern mit Mukoviszidose und verglichen die Proben mit Lavage von 16 kleinen Probanden, die an Asthma oder anderen Lungenerkrankung als Mukoviszidose litten.

Zwar stehen bakterielle Infektionen bereits seit Jahren in dem Verdacht, früh im Krankheitsprozess für Schädigungen der Lunge zu sorgen, doch fanden die Autoren der aktuellen Arbeit nur wenige Hinweise auf Bakterien in der Lavage der kleinen Mukoviszidosepatienten. Tatsächlich waren es im Durchschnitt sogar mehr in den Proben der Kinder mit anderen Atemwegserkrankungen.

Der Hauptunterschied bestand darin, dass in den Proben der Mukoviszidosegruppe mehr Mukus nachgewiesen werden konnte, was darauf hindeutet, dass die Erkrankung dazu führt, dass die betroffenen Patienten mehr davon bilden oder ansammeln. Zudem, so stellten die Wissenschaftler fest, nahm der Mukus mit höherer Wahrscheinlichkeit eine festere, flockige Form an, wobei hohe Konzentrationen von Muzinen beobachtet wurden.
Ein weiterer wichtiger Befund: In Bereichen von Mukoviszidoselungen, in denen noch keine ernsthaften Schäden aufgetreten waren, waren die Konzentration an Muzinen und die Anzeichen von Entzündungen auch ohne starke Anzeichen einer Infektion ungewöhnlich hoch.

Die Studienautoren stellen nun die Hypothese auf, dass bei jungen Mukoviszidosepatienten der gebildete Schleim nicht wie bei gewöhnlichen Virusinfektionen der Atemwege vollständig beseitigt wird, da er ungewöhnlich zäh ist. Er sammelt sich in den Atemwegen und führt dazu, dass die die Atemwege auskleidenden Zellen zu wenig Sauerstoff bekommen. Das löst eine Entzündung aus, die mehr Schleimsekretion und Entzündung stimuliert.

Diese “positive Rückkopplungsschleife” führt letztendlich zu Narbenbildung und fortschreitendem Verlust der Lungenfunktion. Wiederholte Infektionen mit gefährlichen Bakterien beginnen irgendwann während dieses Prozesses und verschlechtern den Krankheitsverlauf. Aber diese Infektionen, so die Forscher, sind wahrscheinlich nicht die frühesten Auslöser von Lungenschäden.

Der Befund, dass entzündliche Prozesse in der Lunge von Kindern mit Mukoviszidose in erster Linie auf zähen Mukus in den Atemwegen zurückzuführen sind und nicht auf eine bakterielle Infektion, lässt vermuten, dass frühzeitige Maßnahmen zur Schleimverdünnung den Krankheitsverlauf verzögern könnten.

Die Autoren der aktuellen Arbeit testeten in diesem Zusammenhang verschiedene Therapien in vitro und fanden heraus, dass zwei von der U. S. Food and Drug Administration (FDA) zugelassene Wirkstoffe – DNase und N-Acetylcystein – die bei Mukoviszidosepatienten als Schleimverdünner verwendet werden, die Mukus-“Flocken” aus der Lavage nicht gut auflösten. Ein dritter geprüfter Wirkstoff – Dithiothreit – hatte zwar einen guten Effekt, ist aber für den Einsatz beim Menschen zu toxisch. Eine experimentelle Verbindung namens P2062 schien ebenfalls gut bei der Reduzierung von Muzin-“Flocken” zu funktionieren, wurde aber noch nicht an Menschen getestet. “Wir versuchen jetzt, neue Therapeutika zu finden, die helfen könnten, diese “Flocken” bei Mukoviszidosepatienten zu entfernen”, sagt Esther.