Warum erkranken unsere Lungen und wie können wir mit Medikamenten gezielter an bestimmten Signalwegen der Zellen ansetzen? Um diese Fragen zu beantworten, sammeln Forschende um die DZL PIs Prof. Herbert Schiller und Dr. Gerald Burgstaller spezielle molekulare Informationen aus Patientenproben und kombinieren diese mit Experimenten im Labor. Dabei gelang es ihnen mit Hilfe einer neuen Kombination aus Methoden, bestimmte Mechanismen direkt im menschlichen Lungengewebe zu untersuchen. So können neue Medikamente und Therapien schneller entwickelt werden. Die Studie ist nun in Science Translational Medicine veröffentlicht.
Innovation in der präklinischen Wirkstoffentwicklung: Organähnliches Modellsystem für die Lungenforschung
Schnitte von Lungengewebeproben, sogenannte „hPCLS“ (engl. human precision-cut lung slices), sind ein neues vielversprechendes Werkzeug in der Lungenforschung. Gemeint sind damit dünn geschnittene Stücke von Lungengewebsproben. Um hPCLS herzustellen, arbeiten die Wissenschaftler:innen bei Helmholtz Munich mit menschlichem Lungengewebe, das von Patient:innen stammt, die wegen ihrer Lungenerkrankung operiert wurden. Das Gewebe wird in dünne Scheiben geschnitten, die die Forschenden im Labor „am Leben“ erhalten. hPCLS haben den einzigartigen Vorteil, dass sie die gesamte zelluläre Vielfalt und die ursprüngliche dreidimensionale Struktur der Lunge beibehalten.
Das Team um Prof. Herbert Schiller und Dr. Gerald Burgstaller hat nun diese hPLCS umfangreich analysiert und damit einen signifikanten Fortschritt für die Verwendung dieses Modells erzielt. Mit Hilfe der Einzelzellgenomik untersuchten die Wissenschaftler:innen, wie sich einzelne Zellen in den hPCLS nach bestimmten experimentellen und therapeutischen Behandlungen verhielten, und analysierten die Genaktivität dieser Zellen.
Wie wirksam sind Therapien: hPCLS liefern neue Erkenntnisse
Was die neuen Methoden und Erkenntnisse aus dieser Studie zeigen, ist, wie gut sich hPCLS für die Analyse der Funktionalität von gesundem und erkranktem Gewebe und dessen Regeneration eignen. Prof. Herbert Schiller kommentiert die aktuellen Vorhaben seines Teams: „Wir arbeiten jetzt daran, unsere hPCLS-Experimente in großem Maßstab durchzuführen, damit wir mehr über das Verhalten des Lungengewebes bei Gesundheit und Krankheit erfahren. Unser Ziel ist es, ein experimentelles Modell für Wirkstofftests direkt im menschlichen Lungengewebe zu entwickeln.“ Letztendlich haben diese Bemühungen der Helmholtz Munich Wissenschaftler:innen das Potenzial, die Entwicklung neuer Therapien erheblich zu beschleunigen.
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