Ist Zucker der Schlüssel zur Behandlung von Lungenproblemen?
Neue Untersuchungen an Mausmodellen legen nahe, dass die Verfügbarkeit von Glukose (einem einfachen Zucker) in der Lungenumgebung die Immunantwort beeinflussen könnte. Die Autoren der Studie glauben, dass wir diese Informationen möglicherweise nutzen können, um bessere Therapien für Atemwegserkrankungen zu entwickeln.
Millionen von Menschen in den USA und auf der ganzen Welt leben mit chronischen Atemwegserkrankungen.
Zum Beispiel leiden laut dem Amt für Krankheitsprävention und Gesundheitsförderung in den USA 25 Millionen Menschen an Asthma, einer chronischen Atemwegserkrankung, die durch Atemnot gekennzeichnet ist.
Da so viele Menschen sorgfältig mit ihrer Gesundheit der Atemwege umgehen müssen, sind die Forscher ständig auf der Suche nach Entdeckungen, die neue, bessere Therapien hervorbringen können.
Eine Studie an Mäusen, die von Forschern der Universität von Manchester in Großbritannien durchgeführt wurde, hat nun einen interessanten Zusammenhang zwischen dem Vorhandensein von Glukose in der Lungenumgebung und dem Verhalten von Makrophagen gefunden, bei denen es sich um spezialisierte Immunzellen handelt, die Entzündungen auslösen können .
Die Ergebnisse der Studie - die in der Zeitschrift erscheinen Naturimmunologie - legen nahe, dass einerseits die Blockierung von Zuckerrezeptoren in der Lunge dazu beitragen kann, Entzündungen bei chronischen Atemwegserkrankungen zu verringern, und andererseits die Erhöhung des Glukosespiegels in der Lungenumgebung die Immunantwort bei Menschen mit bestimmten Infektionen der Atemwege erleichtern könnte.
Diese Forschung erhielt Mittel von zahlreichen Unterstützern, darunter Forschungseinrichtungen, gemeinnützige Organisationen und Pharmaunternehmen: der Wellcome Trust in London, der britische Medical Research Council und der Biotechnology and Biological Sciences Research Council, die National Institutes of Health (NIH) in der USA, Asthma UK und AstraZeneca.
"Atemwegserkrankungen verursachen sowohl in Entwicklungs- als auch in Industrieländern schreckliches Leid", stellt der leitende Forscher der Studie, Prof. Andrew MacDonald, Ph.D., von der Universität Manchester, fest.
"Die Idee, dass die Veränderung des Glukosespiegels in der Lunge eines Tages ein kritischer Faktor bei der Behandlung dieser Erkrankungen sein könnte, ist enorm aufregend", fährt er fort.
Ein faszinierender Fund
Bei der Arbeit mit Mausmodellen konzentrierten sich die Forscher auf die Rolle, die eine spezielle Art von Immunzellen - die Makrophagen - bei Atemproblemen spielt und was ihre Reaktion beeinflussen könnte.
Makrophagen sind weiße Blutkörperchen, und ihre Hauptaufgabe besteht darin, potenziell schädliche äußere Körper wie Bakterien sowie Zellabfälle zu identifizieren und zu zerstören, die schädlich werden können, wenn sie sich übermäßig ansammeln.
In der aktuellen Studie fanden die Wissenschaftler einen interessanten Zusammenhang zwischen der Aktivität von Makrophagen in der Lunge und dem Vorhandensein von Glukose, einem wichtigen zellulären Nährstoff.
Prof. MacDonald und das Team behandelten die Mäuse mit Interleukin-4, einem Protein, das Signale an Immunzellen sendet und normalerweise deren Reaktion aktiviert.
Zu ihrer großen Überraschung stellten die Forscher fest, dass die Makrophagen, die keine Glukose aufnehmen konnten, nicht wie erwartet auf Interleukin-4 reagierten.
"Während einer Entzündung, wie sie bei Asthma und parasitären Wurminfektionen auftritt, scheint es, dass Glukose und die Verwendung von Glukose die Makrophagenaktivierung in der Lunge steuern", bemerkt Prof. MacDonald.
"Entzündung ist immer ein heikler Balanceakt", sagte der Forscher Medizinische Nachrichten heute. "Zu viel kann uns schaden, zu wenig lässt uns für Infektionen offen, aber die Fähigkeit der Zellen, Glukose aufzunehmen oder zu verwenden, ist ein weiterer Bereich, der zur Feinabstimmung dieses Gleichgewichts genutzt werden kann", erklärte er.
Das Thema „Makrophagen bei Mäusen und Männern“
Das Team hat jedoch bisher nur den Zusammenhang zwischen der Glukoseaufnahme in Makrophagen und Entzündungsreaktionen bei Nagetieren beobachtet. Die Forscher erkennen an, dass sie in Zukunft bestätigen müssen, ob dies auch beim Menschen der Fall ist.
"Da dies eine grundlegende Studie an Mäusen ist, sind klinische Anwendungen noch sehr weit entfernt und würden viel mehr Forschung mit menschlichen Zellen erfordern", sagte Prof. MacDonald.
Er warnte auch davor, dass die Forscher immer noch ein begrenztes Verständnis dafür haben, wie Makrophagen in der menschlichen Lunge funktionieren, und dass dies eine Lücke ist, die Wissenschaftler in Zukunft schließen müssen.
"Eine Einschränkung, die wir derzeit haben, ist das grundlegende Verständnis der Komplexität und Vielfalt menschlicher Atemwegsmakrophagen und deren Vergleich mit dem, was wir bei Mäusen wissen", sagte Prof. MacDonald.
„Makrophagen bei Mäusen und Männern sind sehr ähnliche Zelltypen, aber natürlich kann es wesentliche Unterschiede in der Art und Weise geben, wie sie Glukose aufnehmen oder verwenden. Dies ist sehr wichtig, um so viel wie möglich zu untersuchen und zu verstehen, bevor versucht wird, den Menschen zu entwickeln Therapien aus dieser Entdeckung. “
Prof. Andrew MacDonald, Ph.D.
Den Forschern zufolge deuten die aktuellen Ergebnisse jedoch darauf hin, dass es eine Möglichkeit gibt, den Glukosespiegel in der Lunge zu beeinflussen, um die Makrophagenaktivität im Rahmen der Behandlung verschiedener Lungenprobleme zu manipulieren.
Könnte eine Zuckerinhalationstherapie funktionieren?
"Unsere Daten", sagte Prof. MacDonald MNT"Schlagen vor, dass die zukünftige Entwicklung von Therapien gegen Glukose eine Möglichkeit sein könnte, Entzündungen in den Atemwegen zu regulieren."
Zum Beispiel erklärte er uns: "Unter Bedingungen, bei denen Entzündungen schädlich sein können, wie z. B. Asthma, könnte die Blockierung der Fähigkeit von Immunzellen, Glukose aufzunehmen, verwendet werden, um schädliche Entzündungen zu reduzieren."
"Andererseits", fuhr er fort, "könnte unter Bedingungen, bei denen eine erhöhte Aktivierung der Immunzellen erforderlich ist, z. B. um einen infektiösen Erreger wie die Bakterien, die Tuberkulose verursachen, abzutöten, die Verabreichung von Glucose verwendet werden." Erhöhen Sie die wohltuende Entzündung für kurze Zeit. “
Die Forscher behaupten, dass eine kurzfristige Inhalationstherapie in Zukunft ein nützlicher Ansatz bei der Behandlung von Atemproblemen sein könnte. Aber zuerst müssen wir genau verstehen, wie wir dieses neue Wissen anwenden können.
