Etablierung patientenabgeleiteter alveolärer Typ-II (AT-II) Organoide als translationales Modell für Lungenfibrose und metabolische Reprogrammierung

Alveoläre Typ-II (AT-II) Epithelzellen spielen eine Schlüsselrolle bei der Regeneration der Alveolen, der Immunregulation und der Surfactant-Sekretion. Zugleich tragen sie wesentlich zur Pathogenese interstitieller Lungenerkrankungen (ILD) bei. Ihr hohes Potenzial für Krankheitsmodellierung und personalisierte Therapieansätze wird bislang durch limitierte Verfügbarkeit und fehlende robuste Kultursysteme eingeschränkt. AT-II Zellen wurden aus 59 Lungengeweben isoliert (15 idiopathische Lungenfibrose, 25 sekundäre Fibrosen, 19 tumorferne Kontrollen) und mittels magnetischer Zellseparation (HT-II-280 + ) angereichert. In 3D-Kultur expandierten die Zellen als patientenabgeleitete Organoide bis Passage 3. Die Identität wurde durch Immunfluoreszenz, Durchflusszytometrie und Transmissionselektronenmikroskopie validiert. Kryokonservierte Zellen (≥28 Tage) wurden hinsichtlich Viabilität, Funktionalität und Organogenität getestet. Das metabolische Profil wurde mit Extrazellulärfluss-Assays charakterisiert. AT-II Zellen bildeten reproduzierbar alveolosphärische Organoide mit hoher Koloniebildungsrate (>90%). Es zeigte sich eine deutliche Heterogenität in Größe (50–500 µm) und Morphologie (mono-/polyzystisch, ohne Lumen), insbesondere in fibrose-abgeleiteten Kulturen. Die AT-II-spezifische Markerexpression (proSP-C, HT-II-280) sowie Lamellarkörper blieben über Passagen hinweg stabil. Nach Kryokonservierung waren Vitalität, Organoidbildungsfähigkeit und metabolische Aktivität weitgehend erhalten. Fibrotische Organoide wiesen ein ausgeprägtes glycolytisches Profil mit erhöhter ATP-Produktion auf, konsistent mit einer Warburg-ähnlichen Reprogrammierung und mitochondrialer Dysfunktion. Dieses patientenabgeleitete Organoidmodell erlaubt es, krankheitsspezifische Veränderungen in Differenzierung und Metabolismus zu untersuchen und bietet damit eine translational relevante Plattform für das Verständnis von Krankheitsmechanismen der Lungenfibrose. Erste Pilotexperimente zur Spatial Transcriptomics sollen die phänotypischen und metabolischen Veränderungen räumlich validieren. Langfristig eröffnet das Modell Perspektiven für patientenspezifische Diagnostik, die Identifikation neuer Therapieziele und eine biobankgestützte Präzisionsmedizin. Publication History Article published online: 04 March 2026 © 2026. Thieme. All rights reserved. Georg Thieme Verlag KG Oswald-Hesse-Straße 50, 70469 Stuttgart, Germany