Beim diesjährigen Jahrestreffen des Deutschen Zentrums für Lungenforschung wurden erneut herausragende wissenschaftliche Arbeiten mit Posterpreisen ausgezeichnet. In einer kleinen Reihe stellen wir die prämierten Projekte mit Beteiligung von Forschenden des DZL-Standorts BREATH vor. Heute geht es um Carina Alexandra Pawlow von der Medizinischen Hochschule Hannover. Die PhD-Studentin erhielt den Posterpreis in der Kategorie „Pulmonale Hypertonie“ für ihre Untersuchungen zur Immunlandschaft in gesundem und schwer erkranktem Lungengewebe.

Carina Alexandra Pawlow forscht am Institut für Transplantationsimmunologie der Medizinischen Hochschule Hannover in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Christine Falk. In ihrem Projekt untersucht sie mit ihren Kolleg:innen, wie sich Zusammensetzung und räumliche Verteilung von Immunzellen bei Lungenerkrankungen im Endstadium verändern. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der pulmonalen Hypertonie (PH).
Obwohl Entzündungs- und Immunprozesse zunehmend mit schweren Lungenerkrankungen in Verbindung gebracht werden, ist bislang nur unvollständig verstanden, welche Immunzellen sich im erkrankten Gewebe befinden und welche Rolle sie im Krankheitsverlauf spielen. Gerade bei der pulmonalen Hypertonie könnten Wechselwirkungen zwischen Immunsystem und krankhaft veränderten Blutgefäßen von Bedeutung sein.

Immunzellen direkt im Lungengewebe untersuchen

Für die Studie analysierten die Forschenden Lungengewebe und mediastinale Lymphknoten von Patientinnen und Patienten mit pulmonaler Hypertonie, COPD und interstitiellen Lungenerkrankungen und verglichen diese mit Kontrollgewebe.
Zum Einsatz kamen unter anderem Durchflusszytometrie sowie Einzelzell- und räumliche Transkriptomik. Insbesondere das Xenium-Verfahren ermöglicht es, Immunzellen nicht nur molekular zu charakterisieren, sondern auch ihre Position innerhalb des Lungengewebes zu erfassen.
Ein besonderes Augenmerk gilt sogenannten tissue-resident memory T cells, kurz TRM-T-Zellen. Diese Gedächtnis-T-Zellen verbleiben dauerhaft im Gewebe und können sowohl zur lokalen Immunabwehr als auch zu chronischen Entzündungsprozessen beitragen.

Krankheitsspezifische Immunlandschaften

Die bisherigen Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen gesundem und schwer erkranktem Lungengewebe sowie zwischen den verschiedenen Erkrankungen. Bei pulmonaler Hypertonie waren insbesondere Monozyten, Makrophagen und Granulozyten häufig vertreten, während bei COPD Lymphozyten dominierten. Auch bei NK-Zellen und zytotoxischen CD8⁺-TRM-T-Zellen zeigten sich krankheitsspezifische Veränderungen.
Besonders interessant ist die räumliche Organisation der Immunzellen. Im Lungengewebe von PH-Patientinnen und -Patienten fanden die Forschenden Ansammlungen von TRM-T- und NK-Zellen in der Nähe veränderter Blutgefäße und Bronchien. In gesundem Gewebe waren diese Zellen dagegen eher einzeln verteilt. Auch in den Lymphknoten von PH-Patientinnen und -Patienten fanden sich häufiger aktivierte lymphatische Follikel.

Mögliche Rolle des Immunsystems bei pulmonaler Hypertonie

Die Ergebnisse sprechen dafür, dass spezifische Immunzellpopulationen auch bei Erkrankungen eine Rolle spielen könnten, die nicht primär als immunologisch gelten. Für die pulmonale Hypertonie liefern die Daten Hinweise darauf, dass insbesondere das Zusammenspiel von Immunzellen und krankhaft umgebauten Gefäßen relevant sein könnte.

„Ich freue mich sehr über die Auszeichnung und darüber, dass unsere Arbeit auf so positive Resonanz gestoßen ist“, sagt Carina Alexandra Pawlow. „In den nächsten Schritten möchten wir insbesondere die unterschiedlichen TRM-T-Zell-Subtypen und ihre räumliche Verteilung noch genauer untersuchen, um ihre mögliche Bedeutung für die pulmonale Hypertonie besser zu verstehen.“

Für ihre weitere Forschung wünschen wir Frau Pawlow viel Erfolg, freuen uns darauf ihren weiteren Weg in der Wissenschaft zu beobachten und begleiten und hoffen auf ein Wiedersehen beim nächsten DZL Jahrestreffen.