Zukunft der Gesundheit : Forschung mit langem Atem

Eine Fülle von Genen steuert Ausmaß und Verlauf der Mukoviszidose. Vorbeugende Maßnahmen sind derzeit in der Erprobung.

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Neue Wege. Die Lunge wird mit Hilfe von CT-Bilddaten am Computer analysiert. Foto: PT DLR–/ BMBF
Neue Wege. Die Lunge wird mit Hilfe von CT-Bilddaten am Computer analysiert. Foto: PT DLR–/ BMBF

Lungenerkrankungen sind häufig und oft gefährlich – sie werden in der öffentlichen Wahrnehmung jedoch meist stiefmütterlich behandelt. Als neues BMBF-gefördertes Gesundheitszentrum geht jetzt das Deutsche Zentrum für Lungenforschung an den Start. Ist von Krankheiten der Lunge die Rede, dann denken viele zuerst an Krebs. Doch weltweit bleibt auch eine im Zeitalter der Antibiotika „besiegt“ geglaubte Krankheit wie die Tuberkulose ein Problem.

Kaum bekannt ist auch, dass Lungenentzündungen aufgrund von Erregern, mit denen sich Menschen außerhalb des Krankenhauses angesteckt haben, in den westlichen Industrienationen heute zu den häufigsten lebensbedrohlichen Infektionskrankheiten gehören. 400 000 bis 680 000 Fälle gibt es in jedem Jahr allein in Deutschland. In der Fachsprache heißen sie „Community Acquired Pneumonia“, kurz CAP. Diesen Erkrankungen widmet sich seit Jahren ein BMBF-gefördertes Großprojekt namens CAP-Netz.

Eines der aufsehenerregenden Ergebnisse kam vor einigen Jahren aus dem Bereich der Versorgungsforschung: Eine CAP wird nicht überall gleich behandelt – auch wenn die Erreger in Bayern sich nicht von denen in Schleswig-Holstein oder Sachsen-Anhalt unterscheiden. Herausgefunden wurde das in einer Untersuchung, die vom Institut für Sozialmedizin der Universität Schleswig Holstein auf dem Campus Lübeck geleitet wurde. Die Forscher um Torsten Schäfer haben die 3221 Fälle, die in die Studie eingingen, bewusst nach einheitlichen diagnostischen Kriterien ausgewählt. „Bei vielen Patienten stand die Behandlung nicht im Einklang mit den Leitlinien der Fachgesellschaften“, kritisiert Schäfer. Problematisch sei vor allem, dass häufig zu schnell Antibiotika mit einem breiten Wirkungsspektrum eingesetzt würden. Sie sollten nach Ansicht der Fachleute eher für den Fall in Reserve gehalten werden, dass andere antibiotische Waffen sich als stumpf erweisen. Weil sie gegen viele Erreger wirken, wird durch ihren schnellen Einsatz der Bildung von Resistenzen Vorschub geleistet.

Unter chronischen Lungenentzündungen haben Menschen mit einer Mukoviszidose zu leiden. Das komplizierte Wort steht für „zäher Schleim“. Etwa 8000 Menschen haben in Deutschland das erbliche Leiden, von Fachleuten auch als Cystische Fibrose (CF) bezeichnet. Die Veränderung des CF-Gens auf Chromosom 7, die dazu führt, dass der Schleimhaut zu viel Wasser und Salz entzogen wird, wurde im Jahr 1989 entdeckt. Der zähe, trockene Schleim, der nur schlecht abtransportiert werden kann, schränkt vor allem die Reinigungsfunktion der Lungen ein, die bestimmte Bakterienstämme, haben sie sich einmal eingenistet, kaum mehr loswerden können. Noch im Jahr 1980 wurden Menschen mit Mukoviszidose im Schnitt nur neun Jahre alt, ein Baby, das heute mit der Erkrankung zur Welt kommt, hat dagegen eine Lebenserwartung von 50 Jahren. Der Preis sind allerdings sehr zeit- und kostenintensive Behandlungen. „Das Hauptproblem ist die chronische Infektion der Lunge mit dem Bakterium Pseudomonas aeruginosa“, sagt der Biochemiker und Kinderarzt Burkhard Tümmler, Leiter der Klinischen Forschergruppe Molekulare Pathologie der Mukoviszidose an der Medizinischen Hochschule Hannover. Die Bakterien sind extrem anpassungsfähig, setzen sich in der Lunge fest und stimulieren dauerhaft die körpereigene Abwehr. Ausgerechnet kurzlebige Fresszellen aus den Reihen der weißen Blutkörperchen schaden dann der Lunge, weil sie aggressive Eiweiße freisetzen, sobald sie sich zersetzen. Ärzte und Patienten müssen gemeinsam den Kampf gegen diese Entwicklung aufnehmen, mit Antibiotika, die injiziert und inhaliert werden, aber auch mit Sport und mit Physiotherapie, die bei der Reinigung der Atemwege hilft. Klinische Studien dazu unterstützt in Deutschland die ausgesprochen aktive Selbsthilfeorganisation Mukoviszidose e.V.

Mittlerweile liege die deutsche Forschung im weltweiten Vergleich an einem der vorderen Plätze, sagt Tümmler. So kam die Erkenntnis, dass in den Zellen von Mukoviszidose-Patienten die Empfänglichkeit für Pseudomonas aeruginosa besonders hoch ist, vor drei Jahren aus Deutschland. Tümmlers Arbeitsgruppe beschäftigt sich schon seit längerem mit der Frage, wie sich die Erreger im Lauf der Jahre verändern. „Genomsequenzierungen haben inzwischen ergeben, dass einige Stämme eine Vielfalt von Varianten zeigen, während andere nur drei bis vier Mutationen durchmachen – und das bei einem ganz ähnlichen Therapieregime.“ Immer deutlicher wird auch, dass nicht allein das veränderte CF-Gen, sondern eine Fülle anderer Gene im Körper des Betroffenen Art und Ausmaß der Erkrankung steuern.

Tümmlers Arbeitsgruppe möchte diesen Fragen im Rahmen des Deutschen Zentrums für Lungenforschung weiter nachgehen, das im Jahr 2012 vom Bundesforschungsministerium mit zehn Millionen Euro gefördert werden soll. Bis 2014 soll die Fördersumme auf 25 Millionen ansteigen. Einen Schwerpunkt soll dort die Mukoviszidose-Forschung bilden. Tümmlers Vision ist eine personalisierte Behandlung mit Medikamenten, die bei der individuellen genetischen Veränderung der Patienten ansetzen. Die Stoffe sollen entweder als sogenannte Potentiatoren die Aktivität des veränderten Mukoviszidose-Gens dem von Gesunden angleichen oder als Korrektoren mutationsbedingte Fehler ausgleichen helfen. „Wir hoffen, zumindest bei einigen Betroffenen dann Mukoviszidose so behandeln zu können, wie es heute mit Insulin beim Diabetes geschieht.“

Ein zweites Zentrum der Mukoviszidose-Forschung bildet Heidelberg. Dort haben sich gerade universitäre und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen zu einem „Heidelberg Translational Lung Research Center“ zusammengeschlossen. Marcus Mall, Leiter der Sektion Pädiatrische Pneumologie und Allergologie des Zentrums für Kinder- und Jugendmedizin am Uniklinikum, hat mit seiner Arbeitsgruppe in der Grundlagenforschung einen wichtigen Schritt nach vorn gemacht: An jungen, genveränderten Mäusen mit der Erbkrankheit konnten Mall und seine Arbeitsgruppe die Schäden an der Lunge mit dem Wirkstoff Amilorid verhindern. Das Spray hemmt überaktive Natrium-Kanäle, die der Schleimhaut Wasser und Salz entziehen. Allerdings wirkte es bei den Versuchstieren nur, wenn es von den ersten Lebenstagen an gegeben wurde. Malls Anliegen ist deshalb ein Neugeborenen-Screening. „Es sollte eigentlich viel einfacher sein, Schäden an der Lunge zu vorzubeugen, als sie später zu behandeln. Das das stimmt, müssen wir aber erst in klinischen Studien beweisen.“ Das Mausmodell soll auch Verwendung bei der Testung anderer möglicher Medikamente finden. „Wegen des kleinen Markts haben die Pharmafirmen daran kein großes Interesse, deshalb ist hier öffentliche Förderung besonders wichtig“, sagt Mall.

Die Forschung zur seltenen monogenetischen Erkrankung Cystische Fibrose soll darüber hinaus auch einen Beitrag zum Verständnis einer der ganz großen Volkskrankheiten leisten, der Chronisch-Obstruktiven Lungenerkrankung (COPD). Sie ist allgemein besser bekannt unter dem Namen „Raucherlunge“.

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