Forschern gelingt Durchbruch bei der Bekämpfung einer der Hauptursachen für Pilzpneumonie

Wissenschaftler der Tulane University School of Medicine haben ein vielversprechendes neues Modell zur Untersuchung eines Lungenentzündung verursachenden Pilzes entwickelt, dessen Kultivierung im Labor bekanntermaßen schwierig ist.

Forscher konnten präzise geschnittene Lungengewebeschnitte verwenden, um Pneumocystis-Arten zu untersuchen, einen Pilz, der bei immunsupprimierten Patienten und Kindern eine Pneumocystis-Pneumonie verursacht.

Diese Innovation überwindet eine große Hürde in der Pilzforschung – die Schwierigkeit, diesen Krankheitserreger außerhalb einer lebenden Lunge zu züchten –, sodass Wissenschaftler neue Medikamente zur Bekämpfung der Infektion einfacher testen können. Der Pilz wurde kürzlich von der Weltgesundheitsorganisation zu den 19 wichtigsten Pilzerregern gezählt.

„Pneumocystis ist wahrscheinlich die häufigste Pilzpneumonie bei Kindern und Versuche, den Organismus zu kultivieren, waren weitgehend erfolglos“, sagte korrespondierender Autor Dr. Jay Kolls, John W. Deming-Stiftungslehrstuhl für Innere Medizin an der Tulane. „Daher haben wir seit über 20 Jahren keine neuen Antibiotika mehr, da diese in Tierversuchen getestet werden müssen.“

Das Tulane-Modell verwendet präzisionsgeschnittene Lungenschnitte, die die Komplexität und Architektur des Lungengewebes beibehalten und so eine Umgebung schaffen, die den Bedingungen in der Lunge sehr nahe kommt. Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in mBio.

Forscher verwendeten Gewebe von Mäusen, um zwei Formen des Pneumocystis-Pilzes – den Troph und den Ascus – bis zu 14 Tage lang zu kultivieren. Die von ihnen durchgeführten Lebensfähigkeitstests und Genexpressionsanalysen zeigten, dass der Pilz im Modell über die Zeit überlebte.

„Dies ist das erste Mal, dass sowohl die trophische als auch die Ascus-Form von Pneumocystis langfristig außerhalb eines Säugetierwirts gehalten wurden“, sagte Kolls.

Die Forscher bestätigten das Potenzial des Modells für In-vitro-Arzneimitteltests. Bei der Behandlung mit häufig verwendeten Medikamenten wie Trimethoprim, Sulfamethoxazol und Echinocandinen war die Expression von Pneumocystis-Genen verringert, was auf eine erfolgreiche Bekämpfung des Pilzes hinweist.

Die Tulane-Technik erzeugt zuverlässig viele einheitliche Lungengewebeproben für Experimente aus einer einzigen Lunge und ermöglicht so Tests mit hoher Kapazität.

„Wir glauben, dass präzise Lungenschnitte mit der Optimierung das tatsächliche Wachstum von Pneumocystis ermöglichen und zu einem leistungsstarken Werkzeug für die Entwicklung neuer Medikamente zur Behandlung dieser Infektion werden könnten“, sagte Kolls. „Dies könnte die Erforschung dieses Erregers deutlich beschleunigen.“

Die Studie wurde von Ferris T. Munyonho geleitet, einem Doktoranden der Tulane Biomedical Sciences und Empfänger eines Fulbright-Stipendiums, nachdem er seinen Bachelor of Science an der Universität von Simbabwe erhalten hatte.