Kurzfristige Lungeninfektion kann dauerhafte Lungenschäden verursachen, hier ist der Grund | Gesundheitsinfo

Eine neue Studie hat herausgefunden, warum kurzlebige Lungeninfektionen zu lang anhaltenden Lungenschäden führen können. Die Ergebnisse der Studie wurden im „Journal of Clinical Investigation“ veröffentlicht.

Manchmal ist die tödlichste Zeit bei viralen Atemwegserkrankungen tatsächlich, nachdem das Virus aus dem Körper entfernt wurde. Zerstörerische Prozesse, die mit einem Infektionsgipfel in den Wochen nach der Besiegung des Virus beginnen und zu Organschäden führen, die zu chronischen Erkrankungen und sogar zum Tod führen können.

Nach einer ersten COVID-19-Episode kämpfen manche Menschen beispielsweise mit anhaltendem Husten, Atembeschwerden und Kurzatmigkeit – Anzeichen einer anhaltenden Lungenerkrankung. Forscher der Washington University School of Medicine in St. Louis haben Hinweise darauf gefunden, wie sich Lungenschäden als Folge einer Atemwegsinfektion entwickeln. Bei der Untersuchung von Mäusen fanden sie heraus, dass die Infektion die Expression eines Proteins namens IL-33 auslöst, das für Lungenstammzellen benötigt wird, um sich in den Lufträumen zu vermehren und die Schleimproduktion und Entzündung in der Lunge zu erhöhen.

Die Ergebnisse zeigten potenzielle Interventionspunkte auf, um chronische Lungenschäden durch Virusinfektionen zu verhindern.

„Impfstoffe, antivirale Medikamente und Antikörpertherapien sind alle hilfreich, aber sie sind keine Lösung für Menschen, die sich bereits auf dem Weg zu einer fortschreitenden Krankheit befinden“, sagte der leitende Autor Michael J. Holtzman, MD Selma und Herman Seldin Professor für Medizin und Professor der Zellbiologie und Physiologie.

„Wir haben uns bei der Behandlung akuter Erkrankungen aufgrund von COVID-19 verbessert, aber was nach diesem Anfangsstadium der Verletzung passiert, bleibt ein großes Hindernis für ein besseres Ergebnis“, fuhr Holtzman fort.

An diesem Punkt sehen wir uns auch Dutzenden von Millionen Menschen gegenüber, die schon einmal eine Infektion hatten, und ein hoher Prozentsatz von ihnen hat eine Langzeiterkrankung, insbesondere mit Atemwegssymptomen. Wir haben keine Behandlung, die das Problem beheben kann “, fügte Holtzman hinzu.

Es ist seit langem bekannt, dass akute Atemwegsinfektionen zu chronischen Lungenerkrankungen führen können. Kinder, die beispielsweise mit dem Respiratory-Syncytial-Virus ins Krankenhaus eingeliefert wurden, entwickeln zwei- bis viermal häufiger Asthma, das über lange Zeiträume, möglicherweise sogar ein Leben lang, anhält. Wie genau eine akute Atemwegsinfektion chronische Erkrankungen auslöst, ist jedoch nicht vollständig geklärt, was die Entwicklung von Therapien zur Vorbeugung oder Behandlung erschwert.

Im Rahmen dieser Studie untersuchten Holtzman und seine Kollegen, darunter der Erstautor Kangyun Wu, PhD, Professor für Medizin, mit dem Sendai-Virus infizierte Mäuse. Sendai verursacht beim Menschen keine schweren Krankheiten, aber es infiziert natürlich andere Tiere, einschließlich Mäuse, und verursacht Atemwegsinfektionen, die sich ähnlich wie Atemwegsinfektionen beim Menschen entwickeln.

Die Forscher untersuchten Lungengewebe von Mäusen 12 und 21 Tage nach der Infektion mit dem Sendai-Virus und verglichen die Proben mit Lungengewebe von nicht infizierten Mäusen. Sie fanden heraus, dass zwei Populationen von Stammzellen dazu beitragen, die Barriere zwischen der Lunge und der Außenwelt bei nicht infizierten Mäusen aufrechtzuerhalten. Nach einer Infektion mit dem Sendai-Virus beginnen diese beiden Populationen jedoch getrennt, sich zu vermehren und sich in den Lufträumen auszubreiten.

Basalzellen dringen in die kleinen Atemwege und Luftsäcke ein, während AT2-Zellen auf die Luftsäcke beschränkt bleiben. Einige der neuen Basalzellen werden zu schleimproduzierenden Zellen, während andere Moleküle freisetzen, die Immunzellen in die Lunge rekrutieren. Insgesamt führt der Prozess dazu, dass die Lunge weniger Luftraum, mehr Schleim und anhaltende Entzündungen hat, die zusammen die Atmung beeinträchtigen.

Andere Experimente haben gezeigt, dass dieser Prozess auf dem IL-33-Protein beruht. Unter normalen Bedingungen erhöht IL-33 als Reaktion auf Stress oder Verletzung die Kerne von Lungenstammzellen und hilft der Lunge, beschädigte Barrieren zu reparieren. Während und nach der Infektion kann IL-33 jedoch eine schädlichere Rolle spielen. Um die Rolle von IL-33 bei postviralen Lungenverletzungen zu beurteilen, haben die Forscher Mäuse genetisch so verändert, dass ihnen IL-33 im basalen Satz von Lungenstammzellen fehlt.

Wissenschaftler infizierten dann diese Mäuse – und eine separate Gruppe von nicht modifizierten Mäusen – mit dem Sendai-Virus. Beide Mäusegruppen waren bei der Bekämpfung einer Erstinfektion mit dem Sendai-Virus gleichermaßen wirksam. Aber drei Wochen nach der Infektion zeigten die Lungen von Mäusen, denen IL-33 fehlte, weniger Zellproliferation, Schleim und Entzündungen, was darauf hindeutet, dass sie weniger Anzeichen für schädliche Lungenveränderungen aufwiesen.

Sieben Wochen nach der Infektion hatten Mäuse ohne IL-33 in ihren Basalzellen auch einen höheren Sauerstoffgehalt im Blut und eine geringere Überempfindlichkeit der Atemwege, beides Anzeichen für eine Besserung ihrer chronischen Lungenerkrankung.

„Diese Ergebnisse waren wirklich schön zu sehen, denn die Beseitigung von IL-33 und der Verlust von basalen Stammzellen hätte es noch schlimmer machen können“, sagte Holtzman.

„Die modifizierten Mäuse könnten gestorben sein, weil sie nicht mehr in der Lage waren, Virusschäden an der Lungenbarriere normal zu reparieren. Aber das ist nicht der Fall“, erklärte Holtzman.

„Mäuse, denen diese Basalzellpopulation fehlte, schnitten viel besser ab. Das begeistert uns. Diese Ergebnisse versetzen uns auf eine solide Grundlage, um Therapien zu finden, die das schlechte Verhalten von basalen Stammzellen korrigieren“, fügte Holtzman hinzu.

Die gezielten Schritte auf dem Weg zwischen IL-33 und der Basalzellaktivierung könnten die Grundlage für weithin wirksame Therapien bilden, um Lungenerkrankungen, die durch verschiedene Viren und möglicherweise andere Formen von Lungenschäden verursacht werden, und andere Orte, an denen der Körper auf die Außenwelt trifft, zu verhindern oder zu behandeln. sagte Holtzmann.

„Die Lunge reagiert ziemlich stereotyp auf Verletzungen, einschließlich viraler Verletzungen“, sagte Holtzman.

„Der spezifische Virustyp, die Genetik des Wirts, die Schwere der Ersterkrankung – all diese Dinge beeinflussen das Ergebnis, aber das ist nur eine Frage des Grades. Man sieht immer noch die gleichen Schlüsselelemente unter allen Bedingungen, und das.“ Deshalb denken wir, dass es eine gemeinsame Behandlungsstrategie geben kann“, erklärte Holtzman.

„Wir haben ein Wirkstoffforschungsprogramm, um eine solche gemeinsame Strategie zu finden, und diese Studie passt gut dazu“, schloss Holtzman.

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