Für viele Menschen könnte es sich eines Tages als Segen erweisen, dass Nico Lachmann kein Arzt geworden ist. Kaum hatte ihm die Medizinische Hochschule Hannover (MHH) 2012 einen naturwissenschaftlichen Doktorgrad mit bestem Prädikat verliehen, überlegte er nämlich, ein Medizinstudium anzuhängen. „Ich wollte näher am Patienten arbeiten“, erinnert er sich. „Aber mein Doktorvater riet mir dringend, meine Forschung fortzusetzen.“ Schon damals standen Stammzellen im Fokus seiner Forschung – ein Gebiet, auf dem Lachmann als Professor an der Klinik für Pädiatrische Pneumologie, Allergologie und Neonatologie der MHH heute international auch als Nicht-Mediziner hohes Ansehen genießt.
ER STEHT DICHT DAVOR, DIE MACHBARKEIT EINER MAKROPHAGENTHERAPIE BEIM MENSCHEN ZU BEWEISEN.
Mit seiner Gruppe hat er ein Verfahren entwickelt, um aus Stammzellen in einem Bioreaktor große Mengen lungenspezifischer Makrophagen herzustellen. Im Tierversuch hat er gezeigt, dass die Gabe solcher Makrophagen multiresistente Keime ausschalten und Lungenentzündungen heilen kann. Nun steht er dicht davor, die Machbarkeit einer Makrophagentherapie beim Menschen zu beweisen. Für das Forschungsnetzwerk des DZL und der DZG insgesamt eröffnet das die Perspektive, eine therapeutische Plattform mit Makrophagen zu etablieren, deren Angebot sich nicht nur gegen Lungenkrebs und Lungenfibrose, sondern auch gegen neurologische Erkrankungen und andere Infektionskrankheiten abrufen lässt.
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ALVEOLÄRE MAKROPHAGEN SIND IDEALE KANDIDATEN FÜR ZELLTHERAPIEN ZUR BEHANDLUNG VON LUNGENENTZÜNDUNGEN.
Die Wächter unserer Lungenbläschen
Makrophagen sind die großen Fresszellen unseres angeborenen Immunsystems, das die Aufgabe hat, Bakterien, Pilze oder Viren, die uns täglich tausendfach angreifen, möglichst sofort auszuschalten. Denn die Antikörper und T-Zellen unseres erworbenen Immunsystems sind oft erst nach einigen Tagen einsatzbereit – und dann könnte es zu spät sein. Sobald ein Makrophage einen Krankheitserreger (Pathogen) aufgespürt hat, versucht er, ihn zu zerstören. Gleichzeitig sendet er Signale mit der Bitte um Unterstützung an andere Immunzellen.
Im Gegensatz zu den verzweigten Atemwegen, die zu ihnen führen, sind die rund 300 Millionen Lungenbläschen (Alveolen) am Ende unseres Bronchialbaumes nicht von einer Schleimhaut mit Flimmerhärchen überzogen, die sie reinigt und schützt. Sie kämen in den Alveolen dem Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid in die Quere. Unsere Alveolen würden deshalb in Abfall ersticken und wären Pathogenen hilflos ausgeliefert, wenn nicht Makrophagen in ihnen wohnten, die sie ständig reinigten und bewachten. Dabei agieren diese Makrophagen maßvoll: Sie achten darauf, unnötige Abwehrkämpfe zu vermeiden. Erst bei einer bedrohlichen Infektion initiieren sie eine Immunantwort und rufen so eine Entzündung hervor, um deren Erreger zu Leibe zu rücken. Sobald sie die Infektion im Griff haben, sorgen sie für das Abklingen der Entzündung und verhindern damit, dass ihre Abwehr über das Ziel hinausschießt und körpereigenes Gewebe schädigt.
Schneeflocken aus Knochenmark
Diese Eigenschaften machen alveoläre Makrophagen zu idealen Kandidaten für Zelltherapien zur Behandlung von Lungenentzündungen. Sie dafür in ausreichender Zahl und Qualität aus natürlichen Quellen zu gewinnen, schien aber ein aussichtsloses Unterfangen zu sein. Das änderte sich schlagartig, als das Verfahren zur Herstellung induzierter pluripotenter Stammzellen (iPSC) entdeckt wurde. Plötzlich eröffnete sich die Perspektive, iPSC in multipotente Blutstammzellen zu verwandeln, aus denen sich durch die Gabe geeigneter Botenstoffe über mehrere Stufen hinweg die Herstellung aller möglichen Blut- und Immunzellen bewerkstelligen lassen würde.
„Das war eine coole Zeit“, sagt Nico Lachmann, der sich in den Jahren des Aufbruchs nach dieser Entdeckung in seinem Masterstudium vom besonderen „Spirit“ an der amerikanischen Eliteuniversität Yale inspirieren ließ, das neu entstehende Feld der Zell- und Gentherapie mitzuerschließen. Blutbildende Stammzellen wurden sein Spezialgebiet, dem er an der MHH treu blieb, ohne sich von einem Zweitstudium ablenken zu lassen. So löste er ein Problem, an dem andere scheiterten: mit minimalem Aufwand eine maximale Ernte an iMACs einzufahren – so nennt er die aus iPSC produzierten Makrophagen. Während so manche Koryphäe Blutstammzellen vergeblich mit 20 verschiedenen Botenstoffen versetzte, um sie zur Differenzierung zu Makrophagen anzuregen, schafften Lachmann und sein Team das mit nur zwei Stimulanzien, nämlich Interleukin-3 und GM-CSF. Ihr Trick:
Sie züchteten winzige Stücke von Knochenmark. Aus ihm entspringen alle Blutzellen. Deshalb tragen diese Organoide, die im Bioreaktor Flocken in einer Schneekugel gleichen, fast alle Anweisungen zur Ausdifferenzierung in sich. Für deren Aktivierung reichen zwei zusätzliche Impulse.
MAKROPHAGEN KÖNNTEN EINES TAGES DIREKT ÜBER EINE SONDE IN DIE LUNGE GEBRACHT WERDEN, UM ENTZÜNDUNGEN ZU BEHANDELN.
