Die Inhibition von Napsin A induziert die Akkumulation von proSP-B und führt zur Auslösung von Endoplasmatischem Reticulum (ER)-Stress mit konsekutiver Lungenfibrose im Mausmodell

Einleitung: In der Pathogenese der Idiopathischen Pulmonalen Fibrose (IPF) scheinen Abnormalitäten in der Expression und posttranslationalen Prozessierung der hydrophoben Surfactant-Proteine SP-B und SP-C eine wichtige Rolle zu spielen. Kürzlich konnte von uns eine abnormale Anhäufung von nicht-prozessierten SP-B-Vorstufen und die Induktion einer apoptotischen ER-Stressantwort in Lungen von IPF Patienten gezeigt werden. Die zugrundeliegenden Mechanismen sind weitgehend unbekannt, vermutet wird eine Minderexpression der lysosomalen Protease Napsin A. In der vorliegenden Studie wurde die Rolle von Napsin A in der Pathogenese der Lungenfibrose in einem Mausmodell näher untersucht.

Methodik: C57Bl6Mäusen wurde täglich der spezifische Napsin A Inhibitor Pepstatin A (50/75/150mg/kg) intratracheal instilliert. An d5 bzw. d28 wurden die überlebenden Mäuse getötet und die Lungen für histologische und biochemische Untersuchungen aufgearbeitet.

Ergebnisse: Pepstatin A behandelte Mäuse zeigten eine erhöhte 28-Tage Mortalität (33 vs. 0%), eine eingeschränkte Compliance und histologisch eine ungleichmäßig verteilte, peribronchiolär akzentuierte Fibrose. In Lungenhomogenaten konnte eine Akkumulation von proSP-B Formen festgestellt werden. Parallel hierzu konnte das alternative Splicing des Transkriptionsfaktors XBP-1, und somit die Induktion einer ER-Stress Antwort gezeigt werden. In Gewebeschnitten wurde die Induktion des Apoptose-Induktors CHOP sowie eine gesteigerte Zahl apoptotischer Zellen (TUNEL) beobachtet. Die Applikation der höheren Pepstatin Dosis führte zu einer erhöhten Mortalitätsrate (42% bis d5). Bereits ab d3 waren proSP-B Akkumulation und XBP-1 Splicing nachweisbar. In seriellen Gewebeschnitten konnte die CHOP Induktion in Typ II Zellen beobachtet werden.

Schlussfolgerungen: Die durch Inhibition von Napsin A induzierte Akkumulation von proSP-B führt über die Induktion einer apoptotischen ER-Stress Antwort zu einem epithelialen Zellschaden mit nachfolgender Fibrose