2015 wurden dem DZL durch ein internationales Gutachtergremium „enorme Fortschritte“ und „substantielle Erfolge“ bescheinigt. Es sei gelungen, ein „weltweit führendes Kraftwerk aus Forschern, Werkzeugen, Kohorten und Kollaborationen“ aufzubauen 29 führende universitäre und außeruniversitäre Forschungseinrichtungen an fünf Standorten kooperieren mit dem gemeinsamen Ziel, Antworten auf offene Fragen in der Erforschung von Lungenkrankheiten zu finden. Sie leisten damit einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prävention, Diagnose, individualisierter Therapie und einer optimalen Versorgung von Patientinnen und Patienten.

Drei Blickwinkel auf die Lunge

Im Fokus der Forschung stehen acht Krankheitsbereiche. In jedem dieser Bereiche wird die gesamte Translationskette „vom Labor zum Patienten“ angewandt. Forschungsergebnisse und Erkenntnisse sollen dabei rasch in die klinische Praxis übernommen werden (Translation).

Dabei beeinflussen grundlagenwissenschaftliche Erkenntnisse die Gestaltung und Durchführung klinischer Studien und die Krankenpflege. Gleichzeitig entstehen aus klinischen Bedürfnissen wiederum Fragestellungen für die Grundlagenforschung.

„Zwischen den unterschiedlichen Lungenerkrankungen gibt es eine Reihe von Überschneidungen bei den zugrundeliegenden Mechanismen“, betont Seeger. Das DZL hat für seine Forschung deswegen drei übergeordnete Perspektiven definiert, um lungentypische Krankheitsprozesse in ihrer Gesamtheit untersuchen und beschreiben zu können. Der Blick wird zum einen auf entzündliche Prozesse gerichtet, die bei infektiösen und nicht-infektiösen Lungenerkrankungen gleichermaßen Bedeutung haben. Reparaturprozesse, die eine Genesung ermöglichen, bzw. bei Störung der Prozesse zur Erkrankung führen können, sind ein zweiter Fokus. Schließlich werden zudem Proliferationsprozesse untersucht, die bei gutartigen und bösartigen Lungenerkrankungen vorkommen und die den an filigrane Strukturen gebundenen Gasaustausch schwer beeinträchtigen können. Erfolgsrezept der DZL-Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ist die Untersuchung der dynamischen Beziehungen zwischen den drei Mechanismen.

DZL konkret: Was wird erforscht?

• Asthma und Allergien: Asthma ist die häufigste chronische Atemwegserkrankung bei Kindern und tritt ebenfalls häufig bei Erwachsenen auf. Um personalisierte Behandlungsansätze für Asthmapatienten zu entwickeln, ist es dringend notwendig, einzelne molekulare Mechanismen aufzudecken, die zu den verschiedenen Asthmatypen führen. Die Entschlüsselung solcher Mechanismen und ihre Umsetzung für den einzelnen Patienten ist das Ziel des Krankheitsbereichs Asthma und Allergien.
• Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung (COPD): Die Chronisch Obstruktive Lungenerkrankung (Chronic Obstructive Pulmonary Disease, COPD) zeichnet sich durch eine fortschreitende und größtenteils irreversible Einschränkung der Lungenfunktion aus. Kurzatmigkeit, das am häufigsten beobachtete Symptom einer COPD, trägt entscheidend zur verminderten Lebensqualität vieler Patienten bei. Langfristiges Ziel der DZL-Forschung in diesem Bereich ist es, neue auf Mechanismen basierende Therapiekonzepte in wirksame Behandlungen für COPD-Patienten umzusetzen.
• Cystische Fibrose (Mukoviszidose): Cystische Fibrose (CF) ist die häufigste erbliche, in frühem Lebensalter eintretende und immer noch tödlich verlaufende Lungenerkrankung. Sie betrifft ungefähr 1 von 2500 Neugeborenen in Deutschland. Das Ziel des Forschungsprogramms Cystische Fibrose ist daher, das Verständnis der Pathogenese sowie die Diagnostik zu verbessern und neue Strategien zur effektiven Prävention und Behandlung der Cystischen Fibrose zu entwickeln.
• Pneumonie und Akutes Lungenversagen: Akute Infektionen der unteren Atemwege führen mit ihrer seit 50 Jahren unveränderten Mortalitätsrate zu einer größeren Belastung als jede andere Infektion. Das Ziel ist es, die molekularen Mechanismen, die der Ausbreitung der Entzündung in den Alveolen zugrunde liegen, zu entschlüsseln und die zellulären und molekularen Signalwege zu verstehen.
• Interstitielle (Diffuse Parenchymatöse) Lungenerkrankung: Diffuse parenchymatöse Lungenerkrankungen (DPLD) fasst mehr als 200 unterschiedliche Lungenerkrankungen mit meist schwerem Verlauf zusammen. Um die Entstehung dieser Krankheiten besser zu verstehen und bessere Behandlungsmöglichkeiten zu entwickeln, werden hoch spezialisierte Techniken genutzt, Methoden der künstlichen Intelligenz und klinisch bedeutsame in-vitro und in-vivo Modelle weiterentwickelt.
• Lungenhochdruck: Pulmonale Hypertonie (PH) ist eine Erkrankung der Lungengefäße, welche zu Kurzatmigkeit, Schwindel, Ohnmacht und schließlich Rechtsherzversagen führt. Insgesamt leiden weltweit ungefähr 100 Millionen Menschen an einer der Formen des Lungenhochdrucks. Das Verständnis der zellulären Ursachen sowie die Wiederherstellung der vaskulären Struktur und Funktion (das sogenannte Reverse-Remodeling) ist das herausragende Ziel der Forschungsarbeiten des PH-Teams.
• Lungenerkrankungen im Endstadium: Akute und chronische Lungenerkrankungen können zu terminalem Lungenversagen führen. Reicht eine Beatmung nicht aus, stehen die extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) und die Lungentransplantation (LTx) zur Verfügung. Das Forschungsprogramm zielt daher darauf ab, das Prozedere sowie die Vor- und Nachsorge bei Lungentransplantationen weiterzuentwickeln, um akute und chronische Abstoßungsreaktionen zu minimieren. Zudem soll die ECMO-Therapie so weit weiterentwickelt werden, dass ein implantierbarer Lungenersatz möglich wird.
• Lungenkrebs: Lungenkrebs ist eine der häufigsten Krebserkrankungen in Deutschland. Die hohe Letalität resultiert aus der oft späten Entdeckung: 40 % aller Patienten mit nicht-kleinzelligem Lungenkrebs weisen zum Zeitpunkt der Diagnose bereits Metastasen auf. Wichtiges Forschungsziel sind die Identifizierung von prädikativen Markern, die ein klinisches Ansprechen oder ein mögliches Therapieversagen in Echtzeit anzeigen sowie die Entwicklung von individuell angepassten Therapien (Präzisionsmedizin).

DZL-Academy: Gezielte Nachwuchsförderung in der Lungenforschung

Ein besonderes Anliegen des DZL ist, den wissenschaftlichen Nachwuchs im Bereich der Lungenforschung zu fördern. Die Academy bietet dazu Graduiertenprogramme an den Standorten, Methoden-Workshops, Austauschprogramme und die Möglichkeit zur Teilnahme an Winter- oder Summer-Schools sowie ein Mentoring-Programm für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an. Das vom DZL entwickelte Mentoring-Programm „Careers in Respiratory Medicine“ unterstützt seit Januar 2015 hochmotivierte Nachwuchskräfte bei der individuellen Karriereentwicklung im Bereich der translationalen Lungenforschung. Speziell für klinische Forschende bietet die Academy zudem ein Karriereprogramm für die Errichtung eigener Nachwuchsforschungsgruppen, um die Vereinbarkeit von Forschungstätigkeit und klinischer Ausbildung zu erleichtern.

(Autor: DZL)