Wie Lungenkrebs zur Entstehung von Lungenhochdruck führt

„Molekulare Kommunikation“ zwischen Tumorzellen und Immunzellen – Ergebnisse der Lungenforscherinnen und -forscher in Gießen und Bad Nauheim eröffnen neue Therapieoptionen

Patientinnen und Patienten mit Lungenkrebs leiden häufig schon bei geringer Belastung unter Atemnot, was ihre Lebensqualität stark verringert. Nicht nur der Verlust von Lungengewebe durch den Tumor selbst, sondern auch das häufig gleichzeitige Auftreten von anderen Lungenerkrankungen wie Lungenhochdruck sowie kardiovaskulären Störungen tragen zur Atemnot bei und beeinflussen die Überlebensrate der Patientinnen und Patienten negativ. Erstmals haben nun Forschergruppen der Justus-Liebig Universität Gießen (JLU) und des Max-Planck-Instituts für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim (MPI) einen direkten Zusammenhang zwischen Lungenkrebs und Lungenhochdruck nachgewiesen. Lungenhochdruck (Pulmonale Hypertonie; PH) ist eine unheilbare Erkrankung, die durch eine chronisch zunehmende Einengung der Lungenarterien mit erhöhtem Blutdruck und Überlastung des Herzens charakterisiert ist.

Die Lungenforscherinnen und -forscher konnten bereits zeigen, dass bei Lungenhochdruck in den Blutgefäßzellen der Lunge Strukturveränderungen verursacht werden, die mit Gefäßverlusten einhergehen und krebsähnliche Eigenschaften besitzen. Nun haben sie eine neue Kategorie der pulmonalen Hypertonie identifiziert, die unter den Bedingungen des Lungenkrebses entsteht. Anhand klinischer, histopathologischer und experimenteller Forschung haben sie damit erstmals einen direkten Zusammenhang zwischen Lungenkarzinom und Lungenhochdruck nachgewiesen.

Die Untersuchungen zeigen, dass in der direkten Umgebung des Tumors eine entzündungsfördernde Kommunikation zwischen Lungenkrebszellen und Immunzellen stattfindet, die einerseits zum Tumorwachstum beiträgt und andererseits Umbauprozesse der Lungengefäße auslöst, die die Entwicklung eines Lungenhochdrucks zur Folge haben. Diese Erkenntnisse sind auch deshalb bedeutsam, da die Lebenserwartung von Lungenkrebspatientinnen und -patienten durch neue Therapien steigt.

Obwohl Lungenkrebs weiterhin weltweit die häufigste Krebstodesursache ist, sind die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen immer noch weitgehend unbekannt. „Insbesondere das häufige Auftreten von Atemnot bei Patientinnen und Patienten mit fortgeschrittenem Lungenkrebs ist noch ungeklärt“, sagt Rajkumar Savai, Mitglied des Universities of Giessen and Marburg Lung Center (UGMLC) und Arbeitsgruppenleiter am Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim. „Wir konnten zeigen, dass Lungenkrebs direkt Blutgefäßveränderungen in der Tumorumgebung verursacht. Dies führt zu einer pulmonalen Hypertonie, was wiederum wesentlich zu der Atemnot dieser Patientinnen und Patienten beitragen könnte. Zugrunde liegt eine ‚molekulare Kommunikation‘ zwischen Tumorzellen und Immunzellen.“

Soni Savai Pullamsetti, Mitglied des UGMLC und Arbeitsgruppenleiterin am MPI für Herz- und Lungenforschung in Bad Nauheim, fügt hinzu: „Unsere Daten zeigen deutlich, dass die Immunzellen und Entzündungszellen in der direkten Tumorumgebung eine starke Antriebskraft für die Entstehung einer pulmonalen Hypertonie darstellen. Somit könnte sich eine neue Behandlungsoption mit differenzierten entzündungshemmenden Medikamenten ergeben.“

Prof. Dr. Werner Seeger und Prof. Dr. Dr. Friedrich Grimminger, die gemeinsam mit das UGMLC leiten, erklären: „Lungenkrebs-assoziierte Pulmonale Hypertonie stellt auf der Basis dieser Studie eine bisher unbekannte Form der PH dar. Der ‚maßgeschneiderte‘ Eingriff in das zugrunde liegende Zusammenspiel zwischen Tumorzellen, Immunzellen und Gefäßzellen eröffnet neue Therapieoptionen für die erkrankten Patientinnen und Patienten, die jetzt rasch klinischen Prüfungen zugeführt werden sollten.“

Publikation
Pullamsetti SS, Kojonazarov B, Storn S, Gall H, Salazar Y, Wolf J, Weigert A, El-Nikhely N, Ghofrani HA, Krombach GA, Fink L, Gattenlöhner S, Rapp UR, Schermuly RT, Grimminger F, Seeger W, Savai R. Lung cancer-associated pulmonary hypertension: role of microenvironmental inflammation based on tumor cell-immune cell crosstalk.
Sci. Transl. Med. 9, eaai9048 (2017) 15 November 2017.
DOI: 10.1126/scitranslmed.aai9048

Bild
In der Umgebung des Tumors findet eine entzündungsfördernde Kommunikation zwischen Lungenkrebszellen und Immunzellen statt, die einerseits zum Tumorwachstum beiträgt und andererseits Umbauprozesse der Lungengefäße auslöst, die die Entwicklung eines Lungenhochdrucks zur Folge haben. Grafik: Rajkumar Savai

Die 1607 gegründete Justus-Liebig-Universität Gießen (JLU) ist eine traditionsreiche Forschungsuniversität, die über 28.000 Studierende anzieht. Neben einem breiten Lehrangebot – von den klassischen Naturwissenschaften über Rechts- und Wirtschaftswissenschaften, Gesellschafts- und Erziehungswissenschaften bis hin zu Sprach- und Kulturwissen­schaften – bietet sie ein lebenswissenschaftliches Fächerspektrum, das nicht nur in Hessen einmalig ist: Human- und Veterinärmedizin, Agrar-, Umwelt- und Ernährungswissenschaften sowie Lebensmittelchemie. Unter den großen Persönlichkeiten, die an der JLU geforscht und gelehrt haben, befindet sich eine Reihe von Nobelpreisträgern, unter anderem Wilhelm Conrad Röntgen (Nobelpreis für Physik 1901) und Wangari Maathai (Friedensnobelpreis 2004). Seit 2006 wird die JLU sowohl in der ersten als auch in der zweiten Förderlinie der Exzellenzinitiative gefördert (Excellence Cluster Cardio-Pulmonary System – ECCPS; International Graduate Centre for the Study of Culture – GCSC).

Mit der freundlichen Bitte um Veröffentlichung

Kontakt

Prof. Dr. Werner Seeger
Vorstandsvorsitzender des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL)
Universities of Giessen and Marburg Lung Center (UGMLC)
Justus-Liebig-Universität Gießen, Medizinische Klinik II, Klinikstraße 33, 35392 Gießen
Telefon: 0641 985-42350
E-Mail: werner.Seeger@innere.med.uni-giessen.de

Dr. Rajkumar Savai
Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung, Parkstraße 1, 61231 Bad Nauheim
Mitglied des des Deutschen Zentrums für Lungenforschung (DZL)
und des Universities of Giessen and Marburg Lung Center (UGMLC)
Telefon: 06032 705-420
E-Mail: rajkumar.savai@mpi-bn.mpg.de
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