Tumstatin ist ein kleines Protein, das im menschlichen Körper von Kollagen-IV-Molekülen abgespalten wird. Es kann sowohl die Gefäßneubildung unterdrücken als auch das Tumorwachstum hemmen. Außerdem ist bekannt, dass Tumstatin im Lungengewebe von Asthmatikern deutlich verringert vorkommt. Im experimentellen Tiermodell des Asthmas zeigte sich, dass bei Gabe von Tumstatin Atemwegsreagibilität, Entzündungsprozesse und Schleimproduktion zurückgehen.

Hiervon ausgehend stellte sich ein Team um Dr. Markus Weckmann vom Universitätsklinikum Schleswig-Holstein und der Universität in Lübeck die Frage, wie Tumstatin in der asthmatischen Lunge konkret wirkt. Insbesondere interessierte die Wissenschaftler der Einfluss eines kleineren Tumstatin-Fragments auf neutrophile Granulozyten. Bei Neutrophilen handelt es sich um spezialisierte Immunzellen, die wichtig für die Abwehr von Krankheitserregern sind. Besonders kommen sie allerdings in der Lunge von schwer therapierbaren Asthmatikern im Übermaß vor und verstärken so die chronische Entzündungsreaktion der Atemwege zusätzlich.

Drei grundlegende Erkenntnisse konnten die Autoren gewinnen. Erstens reduzierte das Fragment des Tumstatin-Moleküls die Menge an reaktiven Sauerstoffmolekülen in den Neutrophilen um etwa die Hälfte. Normalerweise nutzen Immunzellen reaktiven Sauerstoff unter anderem zur Zerstörung von Krankheitserregern. Im chronischen Asthma führt ein Zuviel an reaktivem Sauerstoff allerdings zur Gewebsschädigung. Zweitens hemmt das Tumstatin-Fragment die Wanderung der Neutrophilen zum Ort der Entzündung, auch die Wanderungsgeschwindigkeit verringert sich (siehe Bild). Drittens konnte man in einem Experiment an Mäusen mit einer dem Asthma ähnlichen Erkrankung zeigen, dass nach Gabe des Tumstatin-Fragments weniger Neutrophile in die Atemwege übertraten und sich die Entzündung insgesamt deutlich reduzierte. Dies könnte ursächlich auf die beiden erstgenannten Punkte zurückzuführen sein.

Studienleiter Markus Weckmann aus der Sektion Pädiatrische Pneumologie und Allergologie der Universität Lübeck hält die Ergebnisse für vielversprechend: „Das von uns untersuchte Tumstatin-Fragment besitzt das Potential, die bei Asthmatikern durch Neutrophile ausgelöste Entzündung zu unterdrücken. Zudem könnte es auch gegen die häufig beobachtete Gewebsschädigung helfen.“ Weitere Experimente zur asthmabedingten Lungengewebsschädigung sind bereits in Kooperation mit der All-Age-Asthma-Kohorte des DZL (ALLIANCE) und industriellen Partnern angelaufen.  

Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen des Universitätsklinikums Schleswig-Holstein und der Universität Lübeck führten diese Studie gemeinsam mit Kollegen und Kolleginnen des Forschungszentrums Borstel sowie weiteren deutschen, holländischen und australischen Partnern durch. Die Ergebnisse wurden nun im Fachmagazin Clinical & Experimental Allergy veröffentlicht.

Weitere Informationen:

Nissen G, Hollaender H, Tang FSM, Wegmann M, Lunding L, Vock C, Bachmann A, Lemmel S, Bartels R, Oliver BG, Burgess JK, Becker T, Kopp MV, Weckmann M (2018) Tumstatin fragment selectively inhibits neutrophil infiltration in experimental asthma exacerbation. Clin Exp Allergy  [Elektronische Publikation am 22. Juli 2018]

Quelle: Mitteilung des DZL Standortes ARCN

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