Die mukoziliäre Clearance ist ein wichtiger primärer angeborener Abwehrmechanismus, der die Lunge vor den schädlichen Auswirkungen von eingeatmeten Schadstoffen, Allergenen und Krankheitserregern schützt. Eine mukoziliäre Dysfunktion ist ein häufiges Merkmal chronischer Atemwegserkrankungen beim Menschen. Der mukoziliäre Apparat besteht aus drei funktionellen Abteilungen, nämlich den Zilien, einer schützenden Schleimschicht und einer Oberflächenflüssigkeitsschicht (ASL) der Atemwege, die zusammenarbeiten, um eingeatmete Partikel aus der Lunge zu entfernen. Eine Zusammenfassung klinischer und pathologischer Beobachtungen bei Patienten mit zystischer Fibrose, primärer ziliärer Dyskinesie, Asthma und chronischer Bronchitis zeigt, dass Anomalien in jedem Kompartiment des mukoziliären Systems die Schleimabfuhr beeinträchtigen und chronische Atemwegserkrankungen verursachen können. Die Mechanismen, die zu einer mangelhaften Mukusclearance führen, sind jedoch noch nicht vollständig geklärt. Genetisch veränderte Mäuse mit Defekten in einzelnen Elementen des mukoziliären Apparats sind ein leistungsfähiges Instrument zur Untersuchung der Pathogenese mukoziliärer Funktionsstörungen in vivo. In diesem kurzen Überblick bewerte ich die pulmonalen Phänotypen von Mausmodellen mit genetisch definierten Anomalien in der ziliären Struktur/Funktion, der Mukusproduktion und der ASL-Regulation und diskutiere die Ergebnisse dieser Tierstudien im Kontext aktueller pathogenetischer Hypothesen für mukoziliäre Dysfunktion. Jüngste Daten aus diesen Tierstudien deuten auf eine kritische Rolle der ASL-Dehydratation bei der Pathogenese der mukoziliären Dysfunktion und chronischen Atemwegserkrankung hin. Bei Mäusen mit einer atemwegsspezifischen Überexpression epithelialer Na(+)-Kanäle (ENaC), die einen geschwindigkeitsbeschränkenden Weg für die Absorption von Salz und Wasser von den Atemwegsoberflächen darstellen, führte die ASL-Depletion zu einer verminderten Schleimabfuhr und einer spontanen chronischen Atemwegserkrankung mit Schleimobstruktion, Becherzellmetaplasie, chronischer Entzündung, verminderter Bakterienabfuhr und hoher pulmonaler Sterblichkeit. Dieses Mausmodell der mukoziliären Dysfunktion wird eine In-vivo-Evaluierung neuartiger therapeutischer Strategien zur Verbesserung der mukoziliären Clearance ermöglichen und die präklinische Entwicklung neuer Therapien für chronische Atemwegserkrankungen unterstützen.

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