Mareike Lehmann betritt den Raum, "Gen Laboratorium S1" steht an der Tür. An der Wand daneben ein Schild: "Vorsicht! Biogefährdung - Zutritt für Unbefugte verboten". Sie zieht ihren Kittel über, dann eine Maske, zuletzt schlüpfen ihre Hände in blaue Nitrilhandschuhe. "Wir versuchen, möglichst viele Proben von menschlichem Lungengewebe zu bekommen", sagt Lehmann, während sie sich einer jungen Frau nähert, die bereits am Labortisch sitzt, im Institut für Lungengesundheit und Immunität (LHI) am Helmholtz Zentrum München. "Die bekommen wir aber nicht täglich, daher müssen wir immer sehr spontan sein."
Lehmann schaut ihrer Doktorandin Maria Camila Melo-Narvaez über die Schulter. Vor den beiden Frauen liegt ein Stück Lunge in einer rosafarbenen Flüssigkeit in einem kleinen Plastikschälchen. Das Team erforscht eine seltene Lungenkrankheit, idiopathische Lungenfibrose genannt, kurz IPF. Die Gewebeprobe, etwa so groß wie ein Spielwürfel, soll den beiden helfen.
Die Lungenfibrose ist eine krankhafte Veränderung des Lungengewebes mit Narbenbildung. Es gibt viele Unterformen der Krankheit, aber die wohl am häufigsten auftretende ist die idiopathische - also eine Lungenfibrose, bei der keine Ursache gefunden werden kann. Sie betrifft meist Menschen über 65 Jahren. "Der Leidensdruck der Betroffenen ist extrem", sagt Lehmann. Das fibrotische Gewebe verdrängt das normale Gewebe, und ein Gasaustausch ist nicht mehr möglich - der Patient stirbt.
"Die mittlere Lebenserwartung nach der Diagnose sind drei bis fünf Jahre. Das ist viel weniger als bei vielen Krebsarten." Lehmann hat auch privat mit der Krankheit zu tun. Ihr Großvater ist daran gestorben, und auch ihre Tante ist an Lungenfibrose erkrankt. "Es scheint, dass wir eine familiäre Vorbelastung haben", sagt sie.
Fiebersaft? Aus. Antibiotika? Keine Chance. Überall in Deutschlands Kliniken und Apotheken sind gerade wichtige Medikamente nicht lieferbar. Über einen Mangel mit Ansage.
Die genaue Zahl der mit Lungenfibrose erkrankten Menschen ist unklar. Laut älteren Daten aus den USA sind 68 von 100 000 Frauen und 89 von 100 000 Männern betroffen. Auf Deutschland umgerechnet gehen Schätzungen von etwa 100 000 Menschen mit Lungenfibrose aus, Stand 2018. Mittlerweile sind es wahrscheinlich mehr. Nicht nur, weil die Bevölkerung altert, sondern auch wegen Covid-19. "Es ist zu beobachten, dass immer mehr Menschen Lungenfibrose haben. Sie ist beispielsweise eine Langzeitfolge von Covid-19", sagt Lehmann. "Insofern können wir erwarten, dass die Zahlen rapide steigen werden."
Lange Zeit hatten Patienten mit idiopathischer Lungenfibrose nicht die Aussicht auf eine medikamentöse Therapie, welche nachweislich die Krankheit verzögern könnte. Eine Lungentransplantation war bis vor knapp zehn Jahren der einzige Weg, um zumindest einige Lebensjahre zu gewinnen. Jedoch liegt die obere Altersgrenze für eine Transplantation in der Regel bei 65 Jahren, und meistens gibt es gar keine passende Spenderlunge.
Seit 2011 beziehungsweise 2015 gibt es jedoch zwei zugelassene Medikamente: Esbriet mit dem Wirkstoff Pirfenidon und Ofev mit dem Wirkstoff Nintedanib. Allerdings haben beide Medikamente viele Nebenwirkungen. "Es gibt im Moment auch keine Mittel, die die Krankheit stoppen oder sogar heilen können", sagt Lehmann. "Da ist eine große medizinische Lücke, die uns mit Hinblick auf Covid-19 auch in Zukunft noch sehr beschäftigen wird."
Lehmann erforscht, wie Lungenzellen altern, und sie befasst sich mit dem Lebensende alternder Zellen, der Seneszenz. Seneszente Zellen können ihre Funktion nicht mehr ausüben. "Es ist aber nicht so, als würden sie da nur sitzen und nichts tun, sondern sie sind tatsächlich schädlich, auch für die Zellen drumherum", sagt Lehmann. "Wie ein Zombie, der nicht wirklich weiß, was er machen kann, und nur wild durch die Gegend herumläuft."
Seit 2017 versucht Lehmann mit weiteren Forschern und Forscherinnen seneszente Zellen therapeutisch anzugreifen und Medikamente zu entwickeln, die gegen diese effektiv sind - sogenannte Senolytika, also Wirkstoffe, die seneszente Zellen auflösen. "Sie wirken auf einen biochemischen Signalweg in der Zelle, sodass diese Selbstmord begeht", sagt Lehmann.
Letztendlich konnte ihre Arbeitsgruppe in Tierversuchen und Zellexperimenten zeigen, dass Senolytika die seneszenten Zellen zum einen sterben lassen, zum anderen die Fibrosemarker reduzieren, das sind chemisch-klinische Kenngrößen, die das Ausmaß der Fibrose messen. Somit ging bei Tieren die Fibrose teilweise zurück, und die Zellschichten erholten sich etwas.
Eine Art Frühwarnsystem soll die Behandlung verbessern
Im Labor blicken Lehmann und Melo-Narvaez auf das Stück Lungengewebe in der Petrischale. Mit einer Pinzette nimmt Melo-Narvaez das Gewebestück aus der Schale, legt es in eine Haltevorrichtung und schneidet mit einem Vibrationsmikrotom hauchdünne Scheiben herunter, jede 500 Mikrometer dick, einen halben Millimeter.
Diese Scheiben werden in den nächsten Tagen mit Röntgenstrahlungen bestrahlt. Das wiederum verursacht DNA-Schäden, wodurch die Lunge künstlich um mehrere Jahrzehnte altert. "In den nächsten sieben Tagen sehen wir uns eine Alterung in Höchstgeschwindigkeit an. Das hat so noch keiner davor gemacht", sagt Lehmann. "Und so induzieren wir die Seneszenz." Auf diese Weise hat Lehmanns Gruppe eine Versuchsanordnung geschaffen, mit der sie neue Senolytika ausprobieren kann.
Ende des Jahres übernimmt Lehmann eine Professur in Translationaler Entzündungsforschung an der Universität Marburg. Dort setzt sie ihre Forschung zur Rolle der Lungenalterung fort, um weiteren Fragen nachzugehen. Sie verfolgt dabei zwei Ziele: Sie möchte einerseits eine Art Frühwarnsystem entwickeln, sodass Mediziner zum Beispiel anhand einer Blutprobe das Leiden frühzeitig diagnostizieren können.
Andererseits ist ihr wichtig, dass mit den Ergebnissen der Blutabnahme auch schon die passenden Therapiemöglichkeiten folgen können. Sie möchte Medikamente entwickeln, die die Alterungsmechanismen der idiopathischen Lungenfibrose unterdrücken oder sogar rückgängig machen. "Das ist der große Traum."
