Forschung am CPC-M - Tierversuchsfreies Modell der alternden Lunge

Forschung am CPC-M

Tierversuchsfreies Modell der alternden Lunge

Altersbedingte Lungenkrankheiten: Entstehung ohne Tierversuche nachbilden

COPD oder Lungenfibrose – viele chronische Lungenkrankheiten entstehen im Alter oder verschlechtern sich in den späteren Lebensjahren drastisch. Welche Vorgänge, welche molekularen Prozesse spielen hier eine Rolle? Das untersucht Dr. Mareike Lehmann, Projektleiterin in der Abteilung Lung Repair and Regeneration (LRR) am DZL-Standort München (CPC-M) mit einem innovativen Ansatz:

Wie lässt sich die Entstehung von Lungenkrankheiten in alternden Zellen nachvollziehen – ohne auf Tierversuche zurückgreifen zu müssen?
Für dieses zukunftsweisende Projekt hat Mareike Lehmann jetzt eine Förderung vom Deutschen Zentrum für Risikobewertung (BfR) bekommen, die explizit Projekte fördern, die Tierversuche minimieren. Mit den 240.000 Euro über drei Jahre konnte sie bereits eine Doktorandin für das Projekt einstellen, erste Experimente haben im Frühjahr 2020 begonnen.

Lungenschnitt mit Epithelzellen (rot), Zellkernen (blau) und Marker für Zellalterung (grün)
Kultivierte Epithelzellen mit Epithelmarker (rot), Zellkernen (blau) und Marker für Zellalterung (grün)

Das Grundproblem: Was in einer alternden Lunge eines Menschen genau vor sich geht, ist noch weitgehend unbekannt. Welche Prozesse führen zu welchen Verschlechterungen? Was könnte sie stoppen?

Das wird bislang meist in Tiermodellen, an Mäusen, untersucht. Was zu unterschiedlichen Problemen bzw. Herausforderungen führt:

  • Die Maus zeigt viele alterungsbedingte Pathologien wie z.B. neurodegenerative Erkrankungen oder chronische Lungenerkrankungen im Alter nicht
  • Die Ergebnisse sind nur unzureichend auf die Prozesse in menschlichen Zellen zu übertragen
  • Grundsätzlich versucht das CPC-M bzw. die Wissenschaft generell, tierversuchsfreie Forschung zu verstärken

Mareike Lehmann hat deswegen ein Projekt gestartet, das allen drei Herausforderungen gerecht wird: Aus verschiedenen Proben von menschlichem Lungengewebe (Precision Cut Lung Slices)  soll ein Modell der alternden, menschlichen Lunge entstehen. Dazu bestrahlt sie das Lungengewebe und leitet so einen künstlichen Alterungsprozess ein (zelluläre Seneszenz). Diese außerhalb des Körpers gealterten Lungenzellen können dann in Echtzeit getestet werden auf:

  • Molekulare Prozesse der zellulären Alterung
  • Charakteristische Veränderungen bei chronischen Lungenerkrankungen wie zum Beispiel Vernarbung des Lungengewebes oder Zerstörung der Alveolarzellen

Diese Methode der künstlich alternden Lungenzellen soll jetzt erst mal komplett durchgeführt und etabliert werden. Das letztendliche Ziel: Nachvollziehen, was in der alternden Lunge passiert: Welche Mechanismen führen zu Lungenerkrankungen wie COPD oder Lungenfibrose? Und natürlich: Wie können wir diese Alterungsprozesse rückgängig machen bzw. verhindern?