Bisher gibt es keine Möglichkeit, Lungenfibrosen effektiv zu behandeln. Jetzt stellen Forscher der University of Alabama at Birmingham in einer Studie einen neuen Ansatz vor (siehe Nature Medicine, Online-Vorabveröffentlichung am 2.7.2018). In ihren Experimenten untersuchten sie Lungengewebe von Patienten mit einer idiopathischen pulmonalen Fibrose (IPF), einer aggressiven Sonderform mit unklaren Ursachen, und setzten auf ein Medikament, das schon längst zugelassen ist - und zwar für die Behandlung von Diabetes (Metformin).
Fokus der Forschungsarbeit war die AMP-abhängige Kinase (AMPK). Das ist ein Enzym, das den Energiestatus in den Zellen erkennt und den Stoffwechsel entsprechend reguliert. Zmijewski, Thannickal und ihre Kollegen bemerkten, dass bei IPF-Patienten die AMPK-Aktivität in Myofibroblasten des Lungengewebes auffällig niedrig war. Im Zuge des Fibroseprozesses lagern Myofibroblasten extrazelluläre Kollagenfaser ab. Diese Myofibroblasten mit niedriger AMPK-Aktivität waren metabolisch aktiver und resistent gegenüber Apoptose.
Die Aktivierung von AMPK in den Myofibroblasten in den Lungen von IPF-Patienten durch den Einsatz von Metformin führte zu einer niedrigeren fibrotischen Aktivität. Der gleiche Effekt stellte sich bei der Anwendung des AMPK-Aktivators AICAR (5-Aminoimidazole-4-carboxamide ribonucleotide) ein.
Durch diese Aktivierung wurde zudem die Produktion neuer Mitochondrien in den Myofibroblasten begünstigt, die für die Erzeugung neuer Energie zuständig sind. Die Zellen reagierten auch wieder auf Signale von infolge des programmierten Zelltods absterbenden Zellen (apoptotische Signale).
Ergänzend zu menschlichem Gewebe analysierten die Wissenschaftler auch Fibroblasten aus Mäuselungen. Das Forscherteam zog außerdem ein Mausmodell einer Lungenfibrose heran, die durch die Einnahme von Bleomycin ausgelöst wurde. Dieses Medikament wird zur Behandlung von Hodentumoren eingesetzt. Zu den bekannten Nebenwirkungen von Bleomycin zählt auch die Lungenfibrose. Am Mausmodell wollten die Forschenden nun herausfinden, wie sich eine Medikation mit Metformin auswirkt.
Die Wissenschaftler begannen drei Wochen nach der Lungenverletzung mit der Behandlung. Fünf Wochen nach Medikationsstart beobachtete das Team, dass Metformin die Auflösung einer fest bestehenden Fibrose beschleunigt. Bei Mäusen, deren AMPK unterdrückt war, kam es nicht zu diesem Effekt. Daraus schlossen die Experten, dass die Wirkung von Metformin AMPK-abhängig sein muss.
„Unsere Studien befürworten das Konzept, dass AMPK als entscheidender metabolischer Switch fungieren könnte, um die Auflösung einer bestehenden Fibrose zu unterstützen, indem das Gleichgewicht zwischen anabolischem und katabolischem Stoffwechsel verschoben wird“, erklären die Studienautoren. Der Einsatz von Metformin könnte ihrer Ansicht nach eine sinnvolle therapeutische Strategie für progressive fibrotische Störungen sein.
Quelle: DocCheck Medical Services GmbH