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Studie enthüllt neue therapeutische Angriffspunkte für die Entspannung der Atemwege


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Die Verengung der Bronchien macht viele Lungenerkrankungen wie Asthma so gefährlich. Forscher haben einen neuen Signalweg entdeckt, der die Atemwege erweitert.

Die Inhalationstherapie bei Asthma und anderen obstruktiven Lungenerkrankungen verliert nach längerer Anwendung oft ihre Wirkung. Ein Forscherteam um Professorin Daniela Wenzel vom Lehrstuhl für Systemphysiologie der Ruhr-Universität Bochum hat nun einen alternativen Signalweg aufgezeigt, über den körpereigene Cannabinoide eine Erweiterung der Bronchien bewirken. Dies lässt auf alternative Behandlungsmöglichkeiten hoffen. Asthma ist offenbar auch mit einem Mangel an diesen Cannabinoiden in den Bronchien verbunden, was eine der Ursachen der Erkrankung sein könnte. Das Forschungsteam veröffentlichte seine Ergebnisse in der Zeitschrift Nature Communications 17. November 2022.

Durch körpereigene Cannabinoide erweiterte Bronchien

Obstruktive Lungenerkrankungen sind weltweit die dritthäufigste Todesursache. Dazu gehören die chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), die viele Raucher betrifft, sowie Asthma bronchiale. Bei einem Asthmaanfall ziehen sich die Bronchien so stark zusammen, dass ein Ausatmen nicht mehr möglich ist – und das kann lebensgefährlich sein.

Asthma ist ein entzündlicher Prozess, fatal ist jedoch die Verengung der Bronchien. Deshalb sind wir sehr an der Regulierung dieser Engstelle interessiert.“

Annika Simon, Studienleiterin, Ruhr-Universität Bochum

In einer früheren Studie hatten sich die Forscher ebenfalls mit dem körpereigenen Cannabinoid-System beschäftigt, konkret mit seiner Wirkung in den Blutgefäßen der Lunge. Das bekannteste endogene Cannabinoid ist Anandamid. „Da unsere Ergebnisse zeigen, dass Anandamid die Bronchien erweitert, wollten wir den genauen Mechanismus dahinter verstehen“, erklärt Daniela Wenzel.

Enzym baut Cannabinoid ab

Schnell stellte sich heraus, dass die beiden bekanntesten Rezeptoren für Anandamid (CB1 und CB2) für diese Regulation irrelevant sind. Es muss also einen alternativen Signalweg geben, über den der Botenstoff Anandamid auf die Bronchien wirkt.

Daniela Wenzel und ihr Team zeigten, dass dieser alternative Weg ein Enzym namens Fettsäureamidhydrolase (FAAH) nutzt. FAAH baut Anandamid ab, wodurch zB Arachidonsäure entsteht, die wiederum zu Prostaglandin E2 umgewandelt wird. „Wir wissen, dass Prostaglandin E2 die Bronchien erweitern kann“, betont Annika Simon. Prostaglandin E2 wirkt über bestimmte Rezeptoren und führt zu einer Erhöhung des Botenstoffs cAMP (zyklisches Adenosinmonophosphat). „Genau auf diesen Anstieg von cAMP zielen etablierte Inhalationsmedikamente gegen Asthma ab“, sagt Daniela Wenzel. Das Ziel ist also dasselbe, aber der Weg ist ein anderer.

Anandamidmangel bei Asthma

Wenzel und ihr Team entschlüsselten nach und nach den Signalweg. Sie fanden heraus, dass das Enzym FAAH sowohl in der glatten Muskulatur der Bronchien als auch im Flimmerepithel lokalisiert ist. Der cAMP-Anstieg nach Anandamid-Gabe konnte sowohl im Mausmodell als auch in menschlichen Bronchialzellen nachgewiesen werden. Um herauszufinden, ob Anandamid auch bei Asthmapatienten wirken könnte, verwendete das Team ein Krankheitsmodell in Mäusen, in dem bestimmte Substanzen verwendet werden können, um künstliches Asthma zu erzeugen. Auch bei diesen Tieren führte die Gabe von Anandamid zu einer Erweiterung der Bronchien. „Das bedeutet, dass Asthma nicht zu einer Resistenz gegen Anandamid führt“, erklärt Daniela Wenzel. Darüber hinaus fanden die Forscher heraus, dass asthmatische Tiere weniger Anandamid und andere Endocannabinoide in ihrem Bronchialsystem haben als gesunde Tiere. „Daher ist es möglich, dass dieser Anandamid-Mangel eine der Ursachen für Asthma bronchiale ist“, schlussfolgert Daniela Wenzel.

Die Entdeckung des neuen Signalwegs könnte auch neue Möglichkeiten eröffnen, in den Krankheitsprozess einzugreifen. „Aber es ist noch ein weiter Weg, der sicher mehrere Jahre dauern wird“, betont Daniela Wenzel. Sie warnt Patienten ausdrücklich davor, Experimente mit Cannabispflanzen vorzunehmen. „Aus den Erkenntnissen zu körpereigenen Cannabinoiden können wir keine direkten Rückschlüsse auf pflanzliche Cannabinoide ziehen. Welche anderen Inhaltsstoffe in Cannabispflanzen neben den bekannten Cannabinoiden genau vorkommen, ist völlig unklar. Außerdem enthalten die Pflanzen teilweise Schadstoffe.“ Dennoch weisen die Erkenntnisse dieser Studie bereits in Richtung eines besseren Verständnisses des körpereigenen Cannabinoid-Systems, was in einigen Jahren zu neuen Behandlungsmöglichkeiten von Lungenerkrankungen führen könnte.

Quelle:

Ruhr-Universität Bochum

Referenz:

Simon, A., et al. (2022) Das Endocannabinoid Anandamid ist ein Atemwegsberuhigungsmittel bei Gesundheit und Krankheit. Naturkommunikation. doi.org/10.1038/s41467-022-34327-0.

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Daniel Wom

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