Beim diesjährigen Jahrestreffen des Deutschen Zentrums für Lungenforschung wurden herausragende wissenschaftliche Arbeiten mit Posterpreisen ausgezeichnet. In unserer kleinen Reihe stellen wir die prämierten Projekte mit Beteiligung von Forschenden des DZL-Standorts BREATH vor. In der Kategorie „Diffuse Parenchymal Lung Disease (DPLD)“ erhielt Annalea Brüggemann von der Medizinischen Hochschule Hannover den Posterpreis für ihre Arbeit zur Immunarchitektur bei bronchopulmonaler Sequestration.

Annalea Brüggemann forscht als Doktorandin am Institut für Transplantationsimmunologie der Medizinischen Hochschule Hannover in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christine Falk. Gemeinsam mit Kolleg:innen aus der Pathologie und der Kinderchirurgie untersucht sie, wie angeborene Fehlbildungen der Lunge mit der Entwicklung des lokalen Immunsystems bereits im frühen Kindesalter zusammenhängen. „Ich freue mich sehr über den Posterpreis und die Anerkennung unserer Arbeit“, sagt Annalea Brüggemann. „Besonders spannend ist für uns die Frage, wie Veränderungen der Gewebestruktur die Ausbildung lokaler Immunnischen beeinflussen.“

Wenn sich Lungengewebe anders entwickelt

Im Mittelpunkt der ausgezeichneten Arbeit steht die bronchopulmonale Sequestration, kurz BPS. Bei dieser seltenen angeborenen Fehlbildung entwickelt sich nicht funktionelles Lungengewebe ohne reguläre Verbindung zu den Atemwegen. Angeborene Lungenfehlbildungen können mit wiederkehrenden Infektionen und chronischen Entzündungsprozessen einhergehen. Wie sich die veränderte Gewebestruktur auf die lokale Immunentwicklung auswirkt, ist bislang jedoch nur wenig verstanden. Die Forschenden vergleichen deshalb BPS-Gewebe mit direkt angrenzendem, unauffälligem Lungengewebe derselben jungen Patient:innen und untersuchen ergänzend Blutproben. Mithilfe von Durchflusszytometrie und hochauflösender räumlicher Transkriptomik können sie die Zusammensetzung der Immunzellen charakterisieren und untersuchen, wie diese innerhalb des Lungengewebes räumlich organisiert sind.

Zusammenspiel von Gewebestruktur und lokaler Immunentwicklung

Die bisherigen Ergebnisse zeigen, dass bereits im gesunden kindlichen Lungengewebe ein lokales Immungedächtnis etabliert ist. Dort fanden die Forschenden gewebsresidente Gedächtnis-T-Zellen und Gedächtnis-B-Zellen. Im BPS-Gewebe zeigte sich hingegen eine veränderte Immunzellzusammensetzung mit insgesamt weniger Memory-Zellen, insbesondere mit einem geringeren Anteil gewebsresidenter T-Zellen.
Auch die räumliche Organisation der Immunzellen unterschied sich in Abhängigkeit von der Gewebearchitektur. In den in das Lungenparenchym eingebetteten Sequestern sammelten sich Immunzellen um veränderte bronchiale Strukturen und vergrößerte Gefäße und bildeten organisierte lokale Immunnischen. Im durch eine eigene Pleura abgegrenzten BPS-Gewebe zeigte sich dagegen ein ausgeprägtes Remodeling der bronchialen und alveolären Strukturen, ohne vergleichbare Organisation von Immunzellen, insbesondere von T-Zellen. Die Befunde liefern Hinweise darauf, dass die Gewebearchitektur eng mit der Ausbildung und räumlichen Organisation lokaler Immunnischen verbunden sein könnte.

Weitere angeborene Lungenerkrankungen im Blick

Das Team erweitert die Untersuchungen derzeit auf weitere angeborene Lungenfehlbildungen, insbesondere die kongenitale pulmonale Atemwegsmalformation (CPAM). Zudem sollen die Ergebnisse mit pädiatrischen interstitiellen Lungenerkrankungen verglichen werden. Weitere Einzelzellanalysen sollen dabei helfen, unterschiedliche Zellzustände und molekulare Signalwege innerhalb der verschiedenen Erkrankungen genauer zu charakterisieren. Ziel ist es, besser zu verstehen, wie sich unterschiedliche Gewebearchitekturen und Krankheitsprozesse auf die Zusammensetzung und räumliche Organisation des lokalen Immunsystems in der kindlichen Lunge auswirken.