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Prof. Sabina Janciauskiene

Humanes Alpha-1-Antitrypsin hat mindestens zwei unterschiedliche Funktionen: Hemmung von Proteasen und Regulierung der Immunzellreaktionen. Daher kann die Therapie mit AAT bei verschiedenen akuten Entzündungszuständen, einschließlich COVID-19, von Nutzen sein.

Die positiven Auswirkungen der AAT-Therapie wurden auch bei Lungentransplantationen vermutet. Wissenschaftler berichteten, dass die Therapie mit AAT die Lungenfunktion bei transplantierten Tieren verbessert. In einem Rattenmodell beispielsweise war die Schädigung nach der Transplantation wesentlich geringer, wenn die Spenderlunge mit AAT behandelt wurde und das Tier, das die Lunge erhielt, ebenfalls mit AAT behandelt wurde. In einem Schweinemodell verbesserte die Behandlung der Lunge des empfangenden Schweins mit AAT vor der Transplantation die Überlebensrate erheblich. Außerdem wiesen Lungen, die perfundiert (durchblutet) und in einer mit AAT angereicherten Organkonservierungslösung (Perfadex) aufbewahrt wurden, nach der Transplantation deutlich weniger Schäden auf als die in Perfadex ohne AAT aufbewahrten Lungen. In einem Mäusemodell konnten wir zudem zeigen, dass die AAT-Therapie die Apoptose* hemmt und die Lymphozyten-Untergruppen beeinflusst, was das Überleben des Empfängers begünstigt.

Wir wissen, dass eine Lungentransplantation bei Patienten mit AAT-Mangel den vererbten AAT-Mangel, der ursprünglich zur Entwicklung dieser Erkrankung führte, nicht behebt. Daher besteht bei den Patienten nach der Transplantation weiterhin das Risiko, dass sie erneut ein Emphysem und die damit verbundenen klinischen Folgen entwickeln. Wir glauben, dass eine AAT-Therapie nach einer Transplantation von Vorteil sein kann. Die AAT-Therapie könnte sogar noch wichtiger für jene lungentransplantierten Patienten sein, die vor der Transplantation mit AAT behandelt wurden. Wir haben bereits berichtet, dass Patienten mit AAT-Mangel, die vor, aber nicht nach der Lungentransplantation eine AAT-Therapie erhalten haben, schlechtere Überlebensraten aufweisen als AAT-Mangel-Patienten ohne vorherige Augmentation oder COPD-Patienten mit einer normalen genetischen Variante von AAT. Eine nach einer Lungentransplantation verabreichte AAT-Therapie kann sich als entzündungshemmend und immunmodulatorisch (das Immunsystem verändernd) erweisen. Wir setzen unsere Studien zu den Wirkungen und Mechanismen von AAT nicht nur während der akuten, sondern auch während der chronischen Lungenabstoßung fort.

Die Funktionen von AAT werden durch verschiedene Strukturabschnitte des AAT-Proteins gesteuert. Mehrere Fragmente von AAT haben beeindruckende entzündungshemmende Wirkungen. Wir hoffen, dass einige Peptide des AATs als Grundlage für die Entwicklung neuartiger entzündungshemmender Medikamente und als Forschungswerkzeug für ein besseres Verständnis der AAT-Funktionen dienen könnten.

Vitamin D erhöht entzündungshemmende und antimikrobielle Prozesse, die die Gesundheit der Atemwege fördern. Die Vitamin-D-Synthese wird nach Exposition (Sonneneinstrahlung) der Haut eingeleitet, doch kann eine Nahrungsergänzung erforderlich sein, um einen Mangel zu beheben, beispielsweise in den Wintermonaten. Forschungen haben ergeben, dass Vitamin D die AAT-Bildung in menschlichen Lymphozyten erhöht und diese Reaktion bei Personen mit ZZ AAT-Mangel beeinträchtigt ist. Das durch Vitamin D erzeugte AAT trägt zur lokalen Immunstimulation und zu Auswirkungen auf die Gesundheit der Atemwege bei, die zuvor Vitamin D zugeschrieben wurden. Weitere Forschungen werden durchgeführt, um die Beziehung zwischen Vitamin D, AAT-Spiegeln in der Lunge und Lymphozyten zu verstehen.**

* Die Apoptose ist eine Form des programmierten Zelltods. Es ist ein ‚Suizidprogramm‘ einzelner biologischer Zellen. Dieses kann von außen angeregt oder aufgrund von zellinternen Prozessen ausgelöst werden. Wikipedia
** aus dem Englischen von Marion Wilkens. Originalfassung auf unserer Webseite.

Referenzen

  • Nakagiri T, Wrenger S, Sivaraman K, Ius F, Goecke T, Zardo P, Grau V, Welte T, Haverich A, Knöfel AK, Janciauskiene S. Alpha-1-Antitrypsin attenuates acute rejection of orthotopic murine lung allografts. Respir Res. 2021
  • Conrad A, Janciauskiene S, Kohnlein T, Fuge J, Ivanyi P, Tudorache I, Gottlieb J, Welte T, Fuehner T. Impact of alpha 1-antitrypsin deficiency and prior augmentation therapy on patients’ survival after lung transplantation. Eur Respir J. 2017.
  • Lior Y, Shtriker E, Kahremany S, Lewis EC, Gruzman A. Development of anti-inflammatory peptidomimetics based on the structure of human alpha1-antitrypsin. Eur J Med Chem. 2021
  • Chen YH, Cheadle CE, Rice LV, et al. The Induction of Alpha-1 Antitrypsin by Vitamin D in Human T Cells Is TGF-Beta Dependent: A Proposed Anti-inflammatory Role in Airway Disease. Front Nutr. 2021
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