Endlich aufatmen

Tierphysiologen entwickeln Strategien gegen Mukoviszidose

Zäher Schleim setzt sich in den Lungen von Mukoviszidose-Patienten fest. Prof. Wolf-Michael Weber (links) untersucht, wie er sich verflüssigen lässt.

Foto: Peter Grewer

Endlich frei atmen – ein Wunsch vieler Mukoviszidose-Patienten, denn sie leiden an Atemnot und chronischem Husten, aber auch an einer gestörten Verdauung. Mit nur etwa 30 Jahren haben die Betroffenen eine deutlich herabgesetzte durchschnittliche Lebenserwartung. Biologen unter der Leitung von Prof. Wolf-Michael Weber vom Institut für Tierphysiologie entwickeln neue Behandlungsstrategien, um die Lebensqualität zu verbessern.

Mukoviszidose führt unter anderem dazu, dass die Zellen, die die Lungen auskleiden, nicht mehr richtig arbeiten. Beim gesunden Menschen scheiden sie Wasser in die Lunge ab – es entsteht ein Schleim, der die Bronchien benetzt. "Dieser Schleim wird mitsamt Staub und Schmutz von den Flimmerhärchen auf den Bronchien nach außen befördert und abgehustet oder unbemerkt geschluckt", erklärt Weber. Bei Mukoviszidose-Patienten funktioniert diese Selbstreinigung nicht, da der Wasserhaushalt der Drüsenzellen gestört ist. Bei ihnen ist der Schleim so zäh, dass er die Bronchien verstopft.

Die gesunden Zellen besitzen Kanäle, die Wasser durch die Zellwand nach außen transportieren und andere, die Wasser in die Zelle aufnehmen. Bei gesunden Menschen entsteht so ein Gleichgewicht, und der Schleim in der Lunge hat genau die richtige Konsistenz. Ein gestörter Wassertransport aus der Zelle in die Lunge ist die häufigste Ursache für Mukoviszidose, die durch einen Gendefekt hervor gerufen wird: Wird zu wenig Wasser auf die Bronchienoberfläche transportiert, wird der Schleim zäh.

Die Forscher verfolgen zwei Strategien, um den zähen Schleim zu verflüssigen. Zum einen wollen sie mit einer neuen Behandlungsmethode die Funktion des defekten Kanals wiederherstellen, der die Bronchien befeuchtet. Darüber hinaus verhindern sie, dass in den Zellen ein anderer Kanal zusammengebaut wird, der als Gegenspieler des "Befeuchters" arbeitet. "Dieser zweite Kanal führt Wasser aus den Bronchien ab. Bei Mukoviszidose-Patienten führt das dazu, dass der ohnehin schon zähe Schleim noch zäher wird", erklärt Weber.

Um den Wassertransport in Richtung Lunge wieder herzustellen, wollen die Forscher, die mit der LMU München, der Charité und dem Fraunhofer-Institut in Potsdam kooperieren, gesunde Kopien der defekten Erbinformation in die Zellen einschleusen. Das BMBF fördert die Arbeit mit insgesamt 1,5 Millionen Euro.

Die zweite Strategie der münsterschen Forscher dreht sich um die Kanäle, die dem Schleim Wasser entziehen. Die Wissenschaftler verhindern, dass diese in den Zellen aufgebaut werden. Demnächst wollen sie zusammen mit dem Universitätsklinikums Giessen und Marburg testen, ob das Verfahren, das in Zellkultur erprobt wurde, auch im menschlichen Organismus wirkt. Unterstützt wird das Projekt von der Deutschen Förderungsgesellschaft zur Mukoviszidoseforschung. Außerdem soll mit dem Institut für Medizinische Mikrobiologie und dem Institut für Physiologische Chemie und Pathobiochemie ein interdisziplinäres Mukoviszidose-Netzwerk gegründet werden – damit die Patienten eines Tages frei atmen können.