Innovatives BETA/CIVIC-Mini-Lungenmodell für Nanotoxizitätsstudien

Lungenerkrankungen gehören weltweit zu den häufigsten Ursachen von Morbidität und Mortalität. Dennoch bleibt die Übertragung von Ergebnissen aus der Zellkulturforschung in klinisch relevante Modelle eine große Herausforderung. Klassische In-vitro -Lungenmodelle sind häufig zu einfach aufgebaut und können die komplexe Architektur und Dynamik des Alveolarraums nur unzureichend nachbilden. Ein wichtiger, bislang oft vernachlässigter Faktor ist die mechanische Dehnung des Lungengewebes, die bei jedem Atemzug entsteht. Das bereits veröffentlichte BETA/CIVIC Mini-Lungenmodell setzt hier an: Es kombiniert verschiedene menschliche Zelltypen auf einer ultra-dünnen, dehnbaren, ko-polymerischen Membran und ermöglicht so die Untersuchung der Wirkung dieser Atembewegungen auf das Gewebe. Aktuell arbeiten wir daran, das Modell durch die Integration von Makrophagen-ähnliche Immunzellen (differenziert aus der THP-1 Zelllinie) zu erweitern, um die physiologischen Bedingungen in der menschlichen Lunge noch realistischer abzubilden. Diese Immunzellen wurden ausführlich charakterisiert und zeigen – wie in anderen Studien – eine starke Entzündungsantwort auf Reize wie LPS. Erste Ergebnisse deuten zudem darauf hin, dass die Immunzellen die Reaktion des Lungenmodells auf entzündliche Reize beeinflussen können. Parallel untersuchen wir den Einfluss von zyklischer mechanischer Dehnung auf die Zellstruktur und biologische Reaktionen. Insbesondere sollen mechano-sensitive Signalwege sowie lungenschädigende Effekte von Nanomaterialien untersucht werden – eine Fragestellung von hoher Relevanz, da Nanomaterialien zunehmend in Alltag und Medizin vorkommen. Insgesamt trägt diese Weiterentwicklung dazu bei, ein klinisch relevanteres In-vitro -Lungenmodell zu etablieren, das ein besseres Verständnis von Lungenerkrankungen ermöglicht. Publication History Article published online: 04 March 2026 © 2026. Thieme. All rights reserved. Georg Thieme Verlag KG Oswald-Hesse-Straße 50, 70469 Stuttgart, Germany