Pressemitteilung/News

Lungenforschung
25.10.2017

Frühe Diagnose für Lungenerkrankung bei Babys

Drei Proteine könnten bereits kurz nach der Geburt auf die spätere Entwicklung einer Bronchopulmonalen Dysplasie hinweisen. Das berichten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Helmholtz Zentrums München und des Dr. von Haunerschen Kinderspitals im ‚American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine‘.

Erhöhte Mengen des Proteins SIGLEC-14 im Lungengewebe eines BPD-Patienten. Quelle: Helmholtz Zentrum München

Die Bronchopulmonale Dysplasie, kurz BPD genannt, ist eine ernste Krankheit. Meist trifft sie Frühgeborene, die mit nicht einmal 1.500 Gramm Gewicht geboren wurden. „Aber auch reife Neugeborene können daran erkranken“, sagt Privat-Dozentin Dr. Anne Hilgendorff, Gruppenleiterin am Comprehensive Pneumology Center und am Institut für Lungenbiologie (ILBD) des Helmholtz Zentrums München, Partner im Deutschen Zentrum für Lungenforschung (DZL). 

Ein Team um die Ärztin, die zudem Leiterin des Zentrums für Comprehensive Developmental Care am Dr. von Haunerschen Kinderspital und dem integrierten Sozialpädiatrischen Zentrum am Klinikum der Universität München ist, und um Dr. Kai Martin Förster vom Perinatalzentrum am LMU-Klinikum hat jetzt ein Verfahren gefunden, „mit dem erstmals eine frühe und sichere Diagnose der BPD möglich erscheint.“

Die Lunge zählt beim heranwachsenden Baby zu den am spätesten entwickelten Organen. Das bedeutet, dass sie bei Frühgeburten noch nicht vollständig ausgereift und anfällig für Komplikationen wie das Atemnotsyndrom und später einer chronischen Lungenerkrankung wie der BPD ist. Den kleinen Patienten mangelt es bei Geburt an voll ausgebildeten Lungenbläschen und den entsprechenden Blutgefäßen, die den Sauerstoff aus den Lungenbläschen aufnehmen. Das führt zu einem erhöhten Sauerstoffbedarf und einer klinisch auffällig großen Atemanstrengung. 

Zwar sichert die künstliche Beatmung ähnlich wie die Langzeitbehandlung mit Sauerstoff das Überleben der Kinder, weil sie die akute Atemnot der Kinder bekämpft. Trotzdem ist sie ein zweischneidiges Schwert. „Die künstliche Beatmung und Sauerstoffzufuhr tragen signifikant zur Entwicklung der chronischen Komplikation der BPD bei“, erklärt Anne Hilgendorff.

Bisher können Ärzte die BPD nicht sicher und nicht rechtzeitig genug erkennen, um bereits nach der Geburt wichtigen Therapien einzuleiten – die Kinder werden bisher nur gemäß ihres möglichen Risikos aufmerksam begleitet. Vor kurzem aber hat ein Forscherteam um Hilgendorff in der ersten Lebenswoche gewonnene Blutplasmaproben von 35 Frühgeborenen analysiert. In den Proben fahndeten sie nach Veränderungen aller detektierbaren Proteine und wiederholten die Untersuchung am 28. Lebenstag. Zur Analyse der Daten entwickelten die Wissenschaftler ein statistisches Model, mit dem sich bestimmen lässt, welche Proteine bereits direkt nach der Geburt eine drohende BPD verraten.

Resultat: Genau drei Eiweiße sind in der Analyse auffällig geworden, „und zwar tatsächlich Proteine, die im Verdacht stehen, zur Krankheitsentstehung beizutragen“, erklärt Hilgendorff. Sie gehören zu den Systemen, die den Umbau der Lungenbläschen, den Stand der Gefäßentwicklung und die Entzündungsreaktion anzeigen. Die Forscher wollen die Ergebnisse jetzt in weiteren Studien bestätigen. Sollten sich die Ergebnisse erhärten, könnte ein simpler Test entwickelt werden, der ausschließlich die drei „Marker-Proteine“ analysiert und nicht, wie im aufwändigen Prozedere, alle 1129 Eiweiße.

Falls das Verfahren alle Hürden nähme, würde die Frühdiagnose die Therapie der kleinen Patienten erheblich erleichtern und den Erfolg möglicher Behandlung begünstigen. Als Therapieoptionen zur Verfügung stehen Kortison, das jetzt womöglich effektiver eingesetzt werden kann, Vitamin A sowie unterstützende Maßnahmen wie die Optimierung der Flüssigkeitszufuhr und der Beatmungssituation. Aber auch Studien zu neuen Behandlungen werden möglich, falls die Proteine eine Risikozuordnung direkt nach der Geburt ermöglichen.


Weitere Informationen

Original-Publikation:
Förster K. et al.: Early Identification of Bronchopulmonary Dysplasia Using Novel Biomarkers by Proteomic Screening. Am J Respir Crit Care Med, 2017, DOI: 10.1164/rccm.201706-1218LE

Das Helmholtz Zentrum München verfolgt als Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt das Ziel, personalisierte Medizin für die Diagnose, Therapie und Prävention weit verbreiteter Volkskrankheiten wie Diabetes mellitus und Lungenerkrankungen zu entwickeln. Dafür untersucht es das Zusammenwirken von Genetik, Umweltfaktoren und Lebensstil. Der Hauptsitz des Zentrums liegt in Neuherberg im Norden Münchens. Das Helmholtz Zentrum München beschäftigt rund 2.300 Mitarbeiter und ist Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft, der 18 naturwissenschaftlich-technische und medizinisch-biologische Forschungszentren mit rund 37.000 Beschäftigten angehören. 

Das Institut für Lungenbiologie (iLBD) gehört dem Comprehensive Pneumoloy Center (CPC) an, einem Zusammenschluss des Helmholtz Zentrums München mit dem Universitätsklinikum der Ludwig-Maximilians-Universität München und den Asklepios Fachkliniken München-Gauting. Ziel des CPC ist die Erforschung chronischer Lungenerkrankungen, um neue diagnostische und therapeutische Strategien zu entwickeln. Das iLBD führt mit der Untersuchung zellulärer, molekularer und immunologischer Mechanismen von Lungenerkrankungen den Schwerpunkt der experimentellen Pneumologie an. Das CPC ist ein Standort des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL).

Im Klinikum der Universität München (LMU) werden jährlich an den Standorten Campus Großhadern und Campus Innenstadt rund 500.000 Patienten ambulant, teilstationär und stationär behandelt. Den 29 Fachkliniken, elf Instituten und sieben Abteilungen sowie den 49 interdisziplinären Zentren stehen etwas mehr als 2.000 Betten zur Verfügung. Von insgesamt 9.700 Beschäftigten sind rund 1.700 Mediziner und 3.200 Pflegekräfte. Das Klinikum der Universität München ist seit 2006 Anstalt des öffentlichen Rechts. Gemeinsam mit der Medizinischen Fakultät der Ludwig-Maximilians-Universität ist das Klinikum der Universität München an vier Sonderforschungsbereichen der DFG (SFB 914, 1054, 1123, 1243), an vier Transregios (TRR 127, 128, 152, 205), der klinischen Forschergruppe 809 sowie an zwei Graduiertenkollegs der DFG (GK 1091, 1202) beteiligt. Hinzu kommen die Exzellenzeinrichtungen „Center for Integrated Protein Sciences“ (CIPSM), „Munich Center of Advanced Photonics“ (MAP), „Nanosystems Initiative Munich“ (NIM) und „Munich Cluster for Systems Neurology“ (SyNergy) sowie die Graduiertenschulen „Graduate School of Systemic Neurosciences“ (GSN-LMU), die „Graduate School of Quantitative Biosciences Munich (QBM)“ und „The Graduate School Life Science Munich (LSM)”.

Das Deutsche Zentrum für Lungenforschung (DZL) ist ein nationaler Verbund, der Experten auf dem Gebiet der Lungenforschung bündelt und Grundlagenforschung, Epidemiologie und klinische Anwendung verzahnt. Standorte sind Borstel/Lübeck/Kiel/Großhansdorf, Gießen/Marburg/Bad Nauheim, Hannover, Heidelberg und München. Ziel des DZL ist es, über einen neuartigen, integrativen Forschungsansatz Antworten auf offene Fragen in der Erforschung von Lungenkrankheiten zu finden und damit einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prävention, Diagnose und Therapie zu leisten.