Determination of lung regeneration using an ex vivo tissue slice model

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Die chronisch obstruktive pulmonäre Erkrankung (COPD) ist weltweit die vierthäufigste Todesursache, und es gibt derzeit keine kurativen Therapien. Lungentransplantationen sind aufgrund des Mangels an Spenderorganen nicht für alle Patienten verfügbar, weshalb neue Therapieansätze dringend benötigt werden. In dieser Arbeit wurde eine Methode zur 3D ex vivo Kultivierung von Lungengewebe (3D-LTC) entwickelt, um die Regeneration von Lungengewebe zu untersuchen. Zunächst wurde die Herstellung und Kultivierung der 3D-LTC im Vergleich zu bisherigen Methoden optimiert, wobei Zell-Vitalität und -Proliferation bis Tag sieben erhalten blieben. Murine und humane Proben wurden durch histologische Analysen, konfokale Mikroskopie sowie Gen- und Protein-Expressionsanalysen untersucht, um die Eignung des Modells für die Untersuchung von Signalwegsmodulationen zu charakterisieren. Die Aktivierung des Wnt/beta-Catenin-Signalweges führte zur Verminderung des elastase-induzierten Emphysems im Mausmodell. Zudem wurden die COPD-relevanten Signalwege Wnt/beta-Catenin und TGF-beta in 3D-LTC aktiviert, wobei die Aktivierung des Wnt/beta-Catenin-Signalweges epitheliale Reparaturmechanismen induzierte und mit dem Schweregrad der Erkrankung korrelierte. Das Modell ermöglicht die Quantifizierung und Visualisierung regenerativer Prozesse in der Lunge und verbessert die Prognose der Reaktion auf medikamentöse Behandlungen, wodurch es sich als ausgezeichnetes