Identifizierung und Charakterisierung von möglichen Biomarkern bei der Idiopathischen Pulmonalen Fibrose (IPF) mittels komparativer Proteomanalyse

Einleitung: Die Pathomechanismen der Idiopathischen Pulmonalen Fibrose (IPF) sind unbekannt, und effiziente Therapieoptionen existieren derzeit nicht. Methoden: Ziel unserer Studie war daher die Identifizierung und Charakterisierung von möglichen Biomarkern durch komparative Analyse des Proteinmusters von IPF-Lungengewebe (n=14) und Spenderlungen (n=10), mittels 2D-Gelelektrophorese und MALDI-TOF-MS. Ergebnisse: Wir identifizierten 91 differentiell regulierte Proteine (p<0.05), von denen 52 hoch- und 39 runterreguliert waren in der IPF. Unter den hochregulierten Proteinen fanden sich vor allem Stress-induzierte Gene (Hsp90, Hsp27, DNA-Damage Binding Protein 1, Phosphoglycerat-Kinase 1) und Marker der Unfolded Protein Response, UPR (Grp78, PPIB, VCP). Unter den runterregulierten Proteinen fanden sich vor allem Proteine, die eine bedeutende Rolle in der Integrität alveolärer Epithelzellen spielen, wie Annexin A2, Moesin und Major Vault Protein, sowie enzymatische Antioxidantien. Die Validierung der Biomarker mittels Immunhistochemie zeigte, dass die induktive Expression von UPR-Markern in IPF-Lungen dominierend auf die alveolären Typ II-Zellen (AECII) in der Nähe fibrosierender Areale beschränkt war. Dagegen wurde die induktive Expression und Phosphorylierung des „stress-resistance“-proteins Hsp27 ausschließlich in proliferierenden, basalen Bronchialzellen (KRT5-, p63-positiv) nachgewiesen, allerdings nur in unmittelbarer Nähe der Fibroblastennester, während „luminale“ Bronchialepithelzellen (ziliiert, nicht-ziliiert) – und auch die AECII – eindeutig negativ für Hsp27/p-Hsp27 waren. Diskussion: Da proliferierende, Hsp27/p-Hsp27 positive Basalzellen zudem in der Nähe von Alveolen bzw. direkt an Alveolarwandstrukturen in IPF-Lungen beobachtet wurden, folgern wir, dass Hsp27 eine kritische Rolle in der aberranten Reepithelialisierung an den sogenannten „bronchiolo-alveolären junctions“ spielt, bzw. in die – für die IPF typische – progrediente Bronchialisierung des benachbarten alveolären Lungenparenchyms involviert ist.