Dr. Dr. Melanie Königshoff

Reparaturprogramm für erkrankte Lungen

Dr. Dr. Melanie Königshoff leitet die neue Abteilung „Lung Repair and Regeneration“ am Helmholtz Zentrum München. Ihre großen Ziele: Reparaturprozesse der Lunge entschlüsseln und gezielt steuern und Lungenerkrankungen bekämpfen zu können. Gleichzeitig liegt ihr die wissenschaftliche Ausbildung am Herzen. „Um erfolgreich zu forschen, braucht es neben guten Ideen und erfahrenen Forschern vor allem gut ausgebildete, motivierte Nachwuchswissenschaftler“, sagt die Forscherin. 

Dr. Dr. Melanie Königshoff. Foto: HMGU

„Ob sich die erkrankte, erwachsene Lunge regenerieren kann, wissen wir bis heute nicht“, erzählt Melanie Königshoff. Mit ihrer neuen Abteilung „Lung Repair and Regeneration“ und ihrer W2-Professur an der Ludwig-Maximilians-Universität München will sie diesen Fragen auf den Grund gehen.

Regenerationsprozesse nutzen

 „Wenn man überlegt, wie unsere Lungen tagtäglich im Austausch mit der Umwelt sind und auf Reize reagieren, plastisch sind und erfolgreich adaptieren, ist es nur eine Frage der Zeit, bis wir herausfinden, wie wir solche Reparatur- und Regenerationsprozesse entschlüsseln und somit für Erkrankungen nutzbar machen können“, so Königshoff weiter. Die medizinische Notwendigkeit ist groß: Für die chronisch-obstruktive Lungenerkrankung (COPD) und die idiopathische Lungenfibrose (IPF) gibt es momentan keine kausale Therapie. Es gelingt Ärzten zumeist nicht, COPD oder IPF zu stoppen. Beide Erkrankungen schreiten progressiv fort und führen rasch zu einer starken Einschränkung der Lebensqualität. Lungentransplantationen sind momentan die einzige Möglichkeit, zu intervenieren. Nur fehlen dringend benötigte Spenderorgane.

Endogene und exogene Prozesse

„Regenerative Medizin ist dabei vielversprechender Ansatz“, erzählt die Forscherin weiter. Bislang hat sie als Leiterin einer Nachwuchsgruppe am Comprehensive Pneumology Center (CPC) / Institute of Lung Biology and Disease (iLBD) vor allem endogene Prozesse untersucht. Dieser Forschungsansatz wurde insbesondere durch einen ERC Starting Grant ermöglicht. Ihre Fragestellung: Wie können Zellen des Lungenepithels zur Regeneration gebracht werden, welche Signalwege müssen dafür angeschaltet sein? „Jetzt erweitern wir unseren Schwerpunkt unter anderem durch die regenerative Pharmakologie, um neue Substanzen, sogenannte small molecules, in zell-basierten Regenerationsassays und humanen 3D-Zellkulturen (3D-LTCs) zu testen.“ Außerdem wird sich die Abteilung vermehrt mit der Rolle von viralen Infektionen beschäftigen, die eine häufige umweltbedingte Herausforderung der Lunge darstellt und Reparaturprozesse stark beeinflusst, beschäftigen. Damit gibt sich Melanie Königshoff aber nicht zufrieden. Sie will exogene Regeneration erforschen. Hier kommt Bioengineering ins Spiel, eine Symbiose aus Naturwissenschaften und Ingenieurwissenschaften. Denkbar wäre, ein künstliches Lungengerüst außerhalb des Körpers mit gesunden Zellen zu besiedeln.

Erfolgreich im Netzwerk

Melanie Königshoffs Ideen kommen nicht von ungefähr. Parallel zu ihrer Ausbildung als Ärztin treibt sie schon seit Jahren ihre Neugier für lungenbiologische Fragestellungen. Nach zwei Promotionen bei Professor Dr. Alfred Pingoud beziehungsweise Prof. Dr. Werner Seeger, Gießen, sowie mehreren internationalen Laboraufenthalten kam Melanie Königshoff als Nachwuchsgruppenleiterin zu Professor Dr. Oliver Eickelberg, Direktor des CPC/iLBD, nach München. Hier hatte sie „erstmalig die Chance, ein eigenes Labor aufzubauen und den Aufbau des CPC mitzugestalten“. Gleichzeitig schätzt Königshoff hervorragende Kollaborationsmöglichkeiten und die Chance, translational zu forschen. Sie engagiert sich für die Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern. Seit 2010 ist sie Programmdirektorin der Helmholtz Research School “Lung Biology and Disease” und hat Aktivitäten der Graduiertenschule stetig weiterentwickelt. Besonderes Augenmerk liegt hier auch in der Implementierung von medizinischen Doktoranden und forschenden Ärzten im Rahmen des Physician Scientists Programms am CPC. „Die Zukunft der translationalen Lungenforschung wird durch die gemeinsame Ausbildung und weitere Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus den Bereichen Medizin, Biologie und Ingenieurswesen geprägt werden“, ist Königshoff überzeugt. Einen Schritt in diese Richtung geht sie nun mit ihrer neuen Abteilung.

Publikationen

Klee S et al., WISP1 mediates IL-6-dependent proliferation in primary human lung fibroblasts. Sci Rep. 2016 Feb 12;6:20547. doi: 10.1038/srep20547.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26867691

Spanjer AI et al., TGF-β-induced profibrotic signaling is regulated in part by the WNT receptor Frizzled-8. FASEB J. 2016 May;30(5):1823-35. doi: 10.1096/fj.201500129. Epub 2016 Feb 5.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26849959

Uhl FE et al., Preclinical validation and imaging of Wnt-induced repair in human 3D lung tissue cultures. Eur Respir J. 2015. DOI: 10.1183/09031936.00183214. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25929950

Mutze K et al., Enolase 1 (ENO1) and protein disulfide-isomerase associated 3 (PDIA3) regulate Wnt/β-catenin-driven trans-differentiation of murine alveolar epithelial cells. Dis Model Mech. 2015. DOI: 10.1242/dmm.019117. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26035385

Kneidinger N et al., Activation of the WNT/β-catenin pathway attenuates experimental emphysema. Am J Respir Crit Care Med. 2011. DOI: 10.1164/rccm.200910-1560OC. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20889911

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