Etablierung und Anwendung eines murinen in vitro Lungenfunktionsmodells

Abstract

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde das ex vivo Lungenfunktionsmodell der isolierten, perfundierten und ventilierten Lunge (IPL) am Institut etabliert. Hierzu wurde ein Methacholintest zur Bestimmung einer bronchialen Hyperreagibilität von Mäusen in der IPL eingeführt. Die Funktionalität der IPL wurde in verschiedenen experimentellen Mausmodellen bestätigt. Des Weiteren wurden verschiedene therapeutische Ansätze zur Behandlung von Atemwegserkrankungen mittels mRNA Therapie untersucht. So zeigen SP-B defiziente Mäuse eine Wiederherstellung der Lungencompliance nach mRNA Therapie. Für asthmatische Mäuse konnte mit zwei unterschiedlichen therapeutischen Ansätzen ein schützender Effekt auf die Entstehung von Asthma gezeigt werden. So hat die Behandlung der Mäuse mit Foxp3 mRNA, wie auch mit Tlr1/2 und Tlr2/6 mRNA eine Verbesserung des Atemwegswiderstandes zur Folge. Für die Foxp3-Therapie konnte der protektive Effekt sowohl für ein Ovalbumin induziertes allergisches, wie auch für ein Hausstaubmilben induziertes allergisches Asthma gezeigt werden. Der Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit lag in der Untersuchung von p110 defizienten Mäusen in einem OVA allergischen Asthma Modell. Phosphoinositid-3-Kinasen, vor allem die PI3Kgamma und PI3Kdelta sind wichtige Enzyme für die Proliferation, Differenzierung und Migration von Leukozyten und damit ein wichtiger Faktor in der Homeostase des Immunsystems. So sind verschiedene Inhibitoren für beide Kinasen, sowie duale Inhibitoren bei vielen Firmen in der Entwicklung zur Therapie von Erkrankungen des Immunsystems. Wie Daten aus p110gamma-/-/deltaD910A Mäusen gezeigt haben, entwickeln doppeltdefiziente Mäuse allerdings eine IgE Hyperimmunoglobulinämie einhergehend mit einer systemischen Eosinophilie. Da diese beiden Phänotypen typische Elemente eines allergischen Asthmas sind, wurden im Rahmen der vorliegenden Arbeit p110gamma/delta-/- Mäuse, sowie einzeldefiziente p110gamma-/- und p110delta-/- Mäuse in einem Ovalbumin induzierten allergischen Asthma untersucht. Bei den p110gamma-/- Mäusen lässt sich eine Reduktion der in den bronchoalveolaren Raum einwandernden Zellen zeigen. Diese Zellen sind im Lungengewebe jedoch erhöht. Für die p110delta-/- Mäuse zeigt sich sowohl im bronchoalveolaren Raum wie auch im Lungengewebe eine signifikante Reduktion der infiltrierenden Zellen. Bei den untersuchten p110gamma/delta-/- Mäusen zeigt sich kein Anstieg an infiltrierenden Zellen, wobei auch diese Mäuse schon unter basalen Bedingungen einen signifikanten Anstieg Eosinophiler Granulozyten zeigen. Diese Eosinophilie wird jedoch nicht durch die Atemwegsentzündung verstärkt. Neben signifikant erhöhten IgE Spiegeln zeigen diese Mäuse ebenfalls signifikant erhöhte Ovalbumin spezifische IgE Spiegel ohne dass sich typische allergische Asthmasymptome ausbilden. So weisen auch nur die untersuchten p110gamma/delta-/- Mäuse keine Goblet-Zell-Metaplasie und eine verbesserte bronchiale Hyperreagibilität auf. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass diese Mäuse trotz einer Eosinophilie vor einem allergischen Asthma bzw. vor einer Ovalbumin induzierten Atemwegsentzündung geschützt sind.