Wissenschaftler könnten sich hinsichtlich der Ursachen von Asthma geirrt haben

Viele Jahre lang glaubten Wissenschaftler, dass sie ein klares Bild davon hätten, was Asthma verursacht. Die Erkrankung wurde mit einer Entzündung in der Lunge in Verbindung gebracht, die die Atemwege verengt und das Atmen erschwert. Diese Entzündung wurde allgemein Molekülen zugeschrieben, die als „Leukotriene” bekannt sind. Diese Chemikalien werden von weißen Blutkörperchen freigesetzt, wenn die Atemwege gereizt oder Allergenen ausgesetzt sind. Da Leukotriene eine Kettenreaktion auslösen, die die Atemwege verengt, wurden Medikamente entwickelt, um ihre Wirkung zu blockieren und das Atmen zu erleichtern. Nun sagen Forscher der Case Western Reserve University, dass diese Moleküle möglicherweise doch nicht die Hauptursache sind.

„Wir haben Moleküle gefunden, die eine ähnliche Struktur aufweisen, aber über einen völlig anderen chemischen Weg im Körper gebildet werden“, sagte der leitende Forscher Robert Salomon, Charles Frederic Mabery Professor für Chemieforschung. „Wir glauben, dass die Moleküle, die wir als ‚Pseudo-Leukotriene‘ bezeichnen, die dominierenden Akteure in der Entzündungskaskade sind, die Krankheiten verursacht.“ Die Ergebnisse könnten zu neuen Ansätzen für die Behandlung von Asthma und anderen entzündlichen Erkrankungen führen. Die Forscher sagen, dass die Arbeit auch Auswirkungen auf neurologische Erkrankungen wie Parkinson und Alzheimer haben könnte. 

Wie freie Radikale eine andere Art von Entzündung hervorrufen

Leukotriene, die lange Zeit als zentraler Faktor bei Entzündungskrankheiten galten, werden durch enzymgesteuerte Prozesse gebildet, die Lipide oder Fettmoleküle verändern. Die neu identifizierten Pseudo-Leukotriene entstehen auf ganz andere Weise. Salomon und sein Team fanden heraus, dass Pseudoleukotriene entstehen, wenn freie Radikale Lipiden Sauerstoff hinzufügen. Freie Radikale sind hochreaktive Moleküle, die Schäden verursachen können, wenn sie nicht kontrolliert werden.

„Der Prozess der freien Radikale ist fast wie eine Explosion oder ein Feuer“, sagte Salomon, der auch Professor für Augenheilkunde an der Case Western Reserve School of Medicine ist. „Es ist genau wie wenn Sauerstoff mit Brennstoff reagiert und Flammen entstehen. Das kann leicht außer Kontrolle geraten.“ Den Forschern zufolge haben Menschen mit Asthma möglicherweise einen niedrigeren Gehalt an Enzymen und Antioxidantien, die normalerweise freie Radikale neutralisieren, bevor sie Schaden anrichten.

Warum aktuelle Asthma-Medikamente ihr Ziel verfehlen können

Sowohl Leukotriene als auch Pseudoleukotriene lösen Entzündungen aus, indem sie an denselben Rezeptor binden, ähnlich wie ein Schlüssel, der die Zündung dreht, um einen Motor zu starten. Einmal aktiviert, führt dieser Prozess bei Menschen mit Asthma zu einer Verengung der Atemwege. Medikamente wie Singulair wirken, indem sie diesen Rezeptor blockieren, sodass der Schlüssel nicht mehr passt und die Reaktion nicht mehr ausgelöst wird.

„Die wahre Bedeutung dieser Entdeckung liegt in der Möglichkeit, diese Krankheiten mit Medikamenten zu behandeln, die den Prozess der freien Radikale verhindern oder abschwächen, anstatt mit Medikamenten, die den Rezeptor blockieren“, sagte Salomon. Dieser Ansatz könnte es ermöglichen, schädliche Entzündungen gezielter zu behandeln.

Wann Entzündungen helfen und wann sie schaden

Entzündungen sind nicht immer schädlich. Sie spielen eine wichtige Rolle bei der Heilung, indem sie weiße Blutkörperchen zu verletztem Gewebe leiten. Sie sind auch an der Gedächtnisbildung und der normalen Entwicklung beteiligt. Einige Asthmamedikamente werden derzeit off-label zur Behandlung neurologischer Erkrankungen eingesetzt. Die Blockierung von Leukotrienen kann jedoch ihre positiven Funktionen im Körper beeinträchtigen. „Wenn die Moleküle, die das Problem verursachen, nicht die Leukotriene, sondern diese anderen Moleküle sind“, so Salomon, „wäre es besser, einfach die Bildung dieser anderen Moleküle zu stoppen, anstatt die Zündung zu blockieren.“

Überprüfung der Theorie an Patienten

Um ihre Hypothese zu überprüfen, stützten sich Salomon und seine Kollegen auf jahrzehntelange Erfahrung in der Erforschung der Lipidoxidation sowie auf chemische Erkenntnisse, um die Existenz von Pseudoleukotrienen vorherzusagen. Sie synthetisierten die Moleküle im Labor und entwickelten Techniken, um sie in biologischen Proben nachzuweisen. Das Team analysierte Urinproben von Menschen mit leichtem oder schwerem Asthma und verglich sie mit Proben von Personen ohne diese Erkrankung.

Pseudoleukotriene waren nicht nur bei Asthmapatienten vorhanden, sondern ihre Konzentration entsprach auch weitgehend dem Schweregrad der Erkrankung. Menschen mit Asthma, egal ob leicht oder schwer, wiesen eine vier- bis fünfmal höhere Konzentration auf als Menschen ohne Asthma. Die Forscher vermuten, dass diese Moleküle als Biomarker dienen könnten, um den Schweregrad der Erkrankung zu messen und den Erfolg der Behandlung zu verfolgen. Das Forschungsteam plant zu untersuchen, ob Pseudoleukotriene auch bei anderen Atemwegserkrankungen eine Rolle spielen. Dazu gehören das Respiratorische Synzytial-Virus (allgemein bekannt als RSV), Bronchiolitis bei Säuglingen und chronisch obstruktive Lungenerkrankungen.