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08.02.2016

Schimmelpilzinfektion der Lunge möglichst früh entdecken

Eine neue bildgebende Methode, um einen Befall der Lunge mit Schimmelpilzsporen sichtbar zu machen, haben Forscher aus Tübingen, Essen sowie des Paul Scherrer Instituts entwickelt.

© marcel_Fotolia.com

Sie sind winzig klein, überall in der Luft und jeder von uns atmet sie täglich ein: Sporen des Schimmelpilzes Aspergillus fumigatus. Gesunden Menschen bereitet das in der Regel keine Probleme - die körpereigene Immunabwehr tötet die Eindringlinge, bevor sie sich im Körper festsetzen können. Bei Menschen, deren ImmunsystemImmunsystem
Das körpereigene Abwehrsystem besteht aus drei Funktionskreisen:
(1) Knochenmark als Bildungsort für Immunzellen.
(2) Verschiedene zentrale Immunorgane wie Thymus (Prägung von T-Lymphozyten) und darmnahe Lymphorgane (für die Prägung von B-Lymphozyten).
(3) Sekundäre Lymphorgane wie Milz, Lymphknoten und Mandeln (Tonsillen).
Man unterscheidet die so genannte humorale Abwehr (über die Körperflüssigkeiten mit darin enthaltenen Antikörpern und Faktoren aus dem so genannten Komplementsystem) und die zellvermittelte Abwehr (mit B- und T-Zellen, Makrophagen, Antigen-präsentierenden Zellen, Granulozyten u.a.).
jedoch stark geschwächt ist – etwa Leukämie- oder AIDS-Patienten sowie Knochenmarkempfängern – nistet sich der Pilz ohne große Gegenwehr in der Lunge ein und verursacht dort die sogenannte invasive Aspergillose. Diese gefährliche Infektionskrankheit ist eine der häufigsten Todesursachen bei immungeschwächten Patienten. Eine frühzeitige und auf die Patienten abgestimmte Therapie ist für den Krankheitsverlauf entscheidend, wurde aber bisher durch den Mangel an schnellen und gleichzeitig zuverlässigen Diagnosemöglichkeiten erschwert.

Ein neues, vielversprechendes Diagnoseverfahren haben nun Wissenschaftler des EU-Konsortiums „MATHIAS“ (New Molecular-Functional Imaging Technologies and Therapeutic Strategies for Theranostic of Invasive Aspergillosis), das von der Universität und dem Universitätsklinikum Tübingen koordiniert wird, entwickelt und im Krankheitsmodell getestet – und zwar gemeinsam mit Forschern des Universitätsklinikums Essen (Prof. Matthias Gunzer), des Paul Scherrer Instituts (Prof. Roger Schibli) und einer aus der Universität Exeter ausgegliederten Firma (Prof. Christopher Thornton). Dank radioaktiv markierter AntikörperAntikörper
Antikörper werden auch Immunglobuline (Ig) genannt und sind Eiweißstoffe (Glykoproteine), die der menschliche Körper nach Kontakt mit einem Fremdstoff (Antigen) bildet. Diese Antikörper können dann gezielt (in der sogenannten Antigen-Antikörper-Reaktion) an die Antigene binden. Die so entstehenden Immunkomplexe werden dann unschädlich gemacht. Erhöhte Ig-Mengen weisen allgemein auf eine gesteigerte Immunabwehr hin, wie sie bei akuten oder chronischen Infektionskrankheiten (allergischen und parasitären Krankheiten) häufig auftritt. Man unterteilt die Immunglobuline in vier verschiedene Klassen (Ig A, Ig E, Ig G und Ig M). Je nachdem welcher Typ vermehrt vorliegt, erlaubt dies Rückschlüsse auf die vorliegende Krankheit.
, die sich spezifisch nur an bestimmte Strukturen des wachsenden Schimmelpilzes heften, wird die Erkrankung sichtbar gemacht (siehe PNAS, Online-Veröffentlichung am 19.1.2016). Dafür nutzen die Erstautoren Anna-Maria Rolle (Werner Siemens Imaging Center, Abteilung für Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie des Universitätsklinikums Tübingen) und Dr. Mike Hasenberg (Universitätsklinikum Essen, Institut für experimentelle Immunologie und Bildgebung) ein Bildgebungsverfahren, das die Positronen-Emissions-Tomographie (PETPET
Mit Hilfe von radioaktiv markierten Stoffen wird die Menge an Traubenzucker (Glucose), aus dem die Zellen ihre Energie gewinnen, in einzelnen Hirnregionen bestimmt. Anhand der farblich abgestuften PET-Bilder lässt sich dann darstellen, ob in verschiedenen Hirnzentren unterschiedliche Stoffwechsel-Aktivitäten vorliegen. Insbesondere können sie auch Regionen anzeigen, in denen sich die Aktivitäten verändern, wie zum Beispiel in diesem Fall nach einer  Tabak-Entwöhnungstherapie
 
) mit der Magnetresonanztomographie (MRT) kombiniert. Durch die Antikörper-basierte Bildgebung können sie ausschließen, dass es sich bei auffälligen Strukturen in der Lunge um eine bakterielle oder virale Infektion handelt.

Bisher müssen bei immungeschwächten Patienten, die erste Symptome einer invasiven Aspergillose zeigen, Gewebe oder Flüssigkeit aus der Lunge entnommen und im Labor untersucht werden, um die Krankheit zu erkennen. „Wenn das von uns entwickelte Verfahren sich auf den Menschen übertragen ließe, könnte ihnen diese schmerzhafte und mitunter gefährliche Prozedur in Zukunft erspart bleiben und viel Zeit für eine erfolgreiche Therapie gewonnen werden“, sagt Dr. Stefan Wiehr vom Werner Siemens Imaging Center, Abteilung für Präklinische Bildgebung und Radiopharmazie des Universitätsklinikums Tübingen. „Neben einer schnelleren Diagnose wäre die neue Methode auch weitaus zuverlässiger und spezifischer“, fügt Prof. Matthias Gunzer, Leiter des Instituts für experimentelle Immunologie und Bildgebung des Universitätsklinikums Essen, hinzu. Die Arbeit zeige auf eindrucksvolle Weise, wie durch interdisziplinäre Zusammenarbeit auf europäischer Ebene ein neuer diagnostischer Marker entwickelt werden konnte, der das Potenzial zur klinischen Anwendung habe.

Quelle: Eberhard Karls Universität Tübingen