Seit 2019 ist Lena M. Leiber Medizinstudentin an der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH). Über ihre Hobbies wie Posaunespielen und Singen, diverse Praktika sowie ihr ehrenamtliches Engagement als (Vorstands-)Mitglied der lokalen Gruppe von „Aufklärung gegen Tabak“ (AgT Hannover), einer Initiative von Medizinstudierenden, entwickelte sie früh Interesse an der Pneumologie. Im Jahr 2022 wurde sie im Rahmen ihres einjährigen strukturierten Promotionsstipendiums Doktorandin und Gründungsmitglied der DZL-Forschungsgruppe von Prof. Dr. med. Jonas C. Schupp am DZL Standort BREATH an der MHH und führt dort ihre Forschung als Studentische Hilfskraft bis heute fort. Der Hauptfokus ihrer Doktorarbeit liegt darin, die transkriptomischen und histopathophysiologischen Merkmale des restriktiven Allograftsyndroms (RAS), einer tödlichen Lungenerkrankung, die nach einer Lungentransplantation auftreten kann, zu entschlüsseln.

Die chronische Lungenallograft-Dysfunktion (CLAD) nach einer Lungentransplantation (LuTx) ist ein fortschreitender Umbauprozess, der sich in restriktiven und/oder obstruktiven Phänotypen manifestiert. Aufgrund des Mangels an wirksamen therapeutischen Optionen bleibt CLAD eine Hauptursache für Morbidität, die Notwendigkeit von Re-Transplantationen (ReTx) und Mortalität nach einer Lungentransplantation. Bis zu 30 % der CLAD-Patienten werden mit dem restriktiven Phänotyp, bekannt als restriktives Allograftsyndrom (RAS), diagnostiziert, das mit einer noch schlechteren Prognose im Vergleich zum häufiger auftretenden, obstruktiven Phänotyp assoziiert ist (Überlebensrate nach Diagnose: 6–18 Monate bei RAS vs. 3–5 Jahre bei BOS). Die Pathogenese von RAS ist nach wie vor unverstanden, obwohl einige potenzielle Risikofaktoren identifiziert wurden.

Lena M. Leiber und ihre KollegInnen in der Arbeitsgruppe von Prof. Schupp forschen daran, die zellulären Mechanismen chronischer Lungenerkrankungen mit Hilfe modernster Technologien wie der Einzelzell-Transkriptomik und der räumlichen (spacial) Transkriptomik zu entschlüsseln. In ihrer Arbeit führten Lena M. Leiber und ihre KollegInnen die erste Einzelzell-Transkriptomanalyse menschlicher RAS-Lungen durch, um die transkriptomischen Merkmale von RAS im Verhältnis zu histopathologischen Mustern vorhandener Lungenschäden zu beleuchten. Die Generierung von Einzelkern-RNA-Sequenzierungsdaten (snRNA-seq) aus RAS- und Kontrollgewebe ermöglichte es ihr, aberrante epitheliale, ektopische COL15A1+ endotheliale und CTHRC1+ fibrotische Fibroblastenpopulationen zu identifizieren, die bei RAS bisher unbekannt waren, aber mit anderen fibrotischen Erkrankungen wie der idiopathischen Lungenfibrose (IPF) assoziiert sind. Verschiedene immunhistologische Techniken, in situ RNA-Hybridisierung und Mikro-CT-Scans zeigten spezifische Verteilungsmuster dieser Zellpopulationen bei RAS und ermöglichten eine komplementäre 3D-Strukturanalyse ihrer snRNA-seq-basierten Ergebnisse.

Trotz der klinischen, histologischen und ätiologischen Unterschiede zwischen RAS und IPF offenbarte ihre snRNA-seq-Studie ein überraschendes, übergreifendes Prinzip in der zellulären und molekularen Pathogenese der fibrosierenden Lunge. Dieses Prinzip umfasst eine gemeinsame Zusammensetzung der fibrotischen Nische, die durch aberrante basaloide Zellen, ektopische COL15A1+ vaskuläre Endothelzellen und CTHRC1+ fibrotische Fibroblasten gekennzeichnet ist. Dieser Befund unterstützt die Begründung für potenziell übertragbare therapeutische Ansätze bei fortschreitenden fibrotischen Lungenerkrankungen.
In Zusammenarbeit mit den DZL-Professoren Prof. Dr. med. Jens Gottlieb, Prof. Dr. med. Danny Jonigk und Prof. Dr. rer. nat. Christine Falk werden Lena M. Leiber und Prof. Schupp weitere Forschungen zu RAS und CLAD an der MHH, dem größten Lungentransplantationszentrum Deutschlands, fortsetzen.

Text: Lena Leiber / BREATH/AZ
Foto: Lena Leiber