Entwicklung und Struktur des kapillären Netzwerks

Die BREATH-Forschenden Giacomo Rößler, Dr. Jonas Labode, PD Dr. Julia Schipke und Prof. Dr. Christian Mühlfeld aus dem Institut für Funktionelle und Angewandte Anatomie der MHH untersuchten für die Studie Lungenproben von fünf Kleinkindern im Alter von 26 Tagen bis 18 Monaten sowie fünf Erwachsenen zwischen 20 und 40 Jahren. Durch die Kombination stereologischer Quantifizierung und 3D-Segmentierung gelang es, die komplexe dreidimensionale Organisation des Kapillarnetzwerks detailliert zu untersuchen. Dabei zeigte sich, dass sich das ACN im frühen Kindesalter überwiegend als doppellagige Struktur mit zahlreichen Verbindungen zwischen den Schichten präsentiert. Bei Erwachsenen war dieses doppellagige Kapillarbett weitgehend reduziert, lediglich in kleinen Arealen blieb es erhalten. Dieser Befund unterstreicht den aktiven Umbauprozess während der postnatalen Lungenentwicklung.

Ein zentrales Ergebnis dieser Studie ist die Beobachtung, dass der Übergang vom doppelten zum nahezu einlagigen Kapillarnetzwerk nicht durch eine einfache Fusion erfolgt. Vielmehr deuten die Daten auf einen selektiven Rückbau einzelner Kapillarschleifen hin. Diese differenzierte Umstrukturierung könnte funktionell bedeutsam sein, insbesondere im Hinblick auf mögliche vaskuläre Regenerationsnischen, die auch im Erwachsenenalter bestehen bleiben.

Relevanz für Forschung und Klinik

Die Studie liefert erstmals quantitative, dreidimensionale Referenzdaten zur mikrovaskulären Organisation der menschlichen Lunge über verschiedene Altersstufen hinweg. Damit schafft sie eine wichtige Grundlage für das Verständnis von Entwicklungsstörungen wie der bronchopulmonalen Dysplasie oder anderen chronischen Lungenerkrankungen im Kindes- und Erwachsenenalter. Gleichzeitig bietet sie neue Anhaltspunkte für die Erforschung regenerativer Prozesse: die identifizierten Reststrukturen doppellagiger Kapillarnetze könnten therapeutisch adressierbare Zielregionen darstellen, um vaskuläre Regeneration gezielt zu fördern.

„Diese Arbeit liefert erstmals ein 3‑dimensionales Referenzmodell zur Kapillararchitektur der menschlichen Lunge von der postnatalen Entwicklung bis zum Erwachsenenalter. Ein solches Fundament ist essenziell, um vaskuläre Reparaturmechanismen bei Lungenerkrankungen zu verstehen und gezielt zu nutzen“, so BREATH-PI Prof. Dr. Christian Mühlfeld.

Die Arbeit demonstriert eindrucksvoll, wie moderne Bildgebung und quantitative Morphometrie dazu beitragen können, bisher wenig verstandene Aspekte der Lungenentwicklung und -erkrankungen aufzuklären und so Brücken zu neuen Therapieansätzen schlagen.

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