Międzynarodowe konsorcjum badawcze kierowane przez Medizinische Hochschule Hannover (MHH) rozpoczyna prace nad terapią komórkową, której celem jest zahamowanie postępu włóknienia płuc, a w dalszej perspektywie potencjalnie także ograniczenie już powstałych zmian włóknistych. W projekcie BREATH-EC naukowcy zamierzają wykorzystać genetycznie modyfikowane makrofagi zdolne do rozpoznawania sygnałów związanych z włóknieniem i miejscowego wytwarzania czynników terapeutycznych. Czteroletnie przedsięwzięcie otrzymało około 10 mln euro finansowania z Unii Europejskiej. Koncepcja opiera się na dotychczasowych osiągnięciach inżynierii komórkowej, jednak jej skuteczność i bezpieczeństwo w leczeniu włóknienia płuc pozostają do wykazania.
Dlaczego włóknienie płuc pozostaje wyzwaniem terapeutycznym?
Włóknienie płuc jest procesem patologicznym charakteryzującym się nieprawidłową przebudową miąższu płucnego i nadmiernym odkładaniem składników macierzy pozakomórkowej, w szczególności kolagenu. Postępująca przebudowa architektury pęcherzyków płucnych oraz otaczającej je tkanki śródmiąższowej prowadzi do zmniejszenia podatności płuc, zaburzeń wymiany gazowej i narastającego ograniczenia tolerancji wysiłku.
U pacjentów z postępującymi chorobami włóknieniowymi płuc obserwuje się między innymi pogarszanie parametrów czynnościowych, zwłaszcza natężonej pojemności życiowej (FVC) oraz zdolności dyfuzyjnej płuc dla tlenku węgla (DLCO). Wraz z zaawansowaniem choroby mogą pojawiać się hipoksemia wysiłkowa, przewlekła niewydolność oddechowa i konieczność długoterminowej tlenoterapii. W wybranych przypadkach rozważa się transplantację płuc.
Włóknienie płuc nie stanowi jednak jednej jednostki chorobowej. Może występować w idiopatycznym włóknieniu płuc (IPF), innych idiopatycznych śródmiąższowych zapaleniach płuc, chorobach tkanki łącznej, przewlekłym zapaleniu płuc z nadwrażliwości oraz w szeregu innych stanów prowadzących do uszkodzenia i nieprawidłowej regeneracji miąższu płucnego.
Pomimo postępów farmakoterapii przeciwfibrotycznej, zasadniczym ograniczeniem pozostaje brak ustalonej metody leczenia, która pozwalałaby w sposób przewidywalny i trwały odwrócić zaawansowaną przebudowę włóknistą. Dostępne strategie mogą spowalniać postęp określonych postaci choroby, ale odtworzenie prawidłowej struktury już uszkodzonego miąższu płucnego pozostaje nierozwiązanym problemem.
Właśnie w tym obszarze badacze dostrzegają potencjalną rolę terapii komórkowych. Zamiast koncentrować się wyłącznie na hamowaniu wybranych szlaków molekularnych przy użyciu leków podawanych ogólnoustrojowo, planują wykorzystać żywe komórki zdolne do reagowania na zmiany zachodzące w mikrośrodowisku tkankowym.
BREATH-EC – cele, finansowanie i międzynarodowe konsorcjum
12 października 2026 r. Medizinische Hochschule Hannover poinformowała o rozpoczęciu projektu BREATH-EC, poświęconego opracowaniu terapii włóknienia płuc z wykorzystaniem genetycznie modyfikowanych komórek układu odpornościowego.
Przedsięwzięcie finansowane przez Unię Europejską zostało zaplanowane na cztery lata. Całkowita wartość przyznanego finansowania wynosi około 10 mln euro, z czego 2,73 mln euro przypada na Medizinische Hochschule Hannover.
Koordynatorem projektu jest prof. dr Nico Lachmann z Department of Pediatric Pneumology, Allergology and Neonatology w Medizinische Hochschule Hannover. Naukowiec zajmuje się biologią makrofagów oraz opracowywaniem technologii komórkowych i genowych, które mogą znaleźć zastosowanie w leczeniu chorób płuc.
W konsorcjum uczestniczą ośrodki akademickie i przedsiębiorstwa z Niemiec, Szwecji, Anglii, Korei Południowej, Portugalii, Irlandii, Włoch i Belgii.
Wśród niemieckich partnerów wymieniono:
- Medizinische Hochschule Hannover (MHH), pełniącą funkcję koordynatora projektu;
- Helmholtz Centre for Infection Research (HZI);
- Fraunhofer Institute for Toxicology and Experimental Medicine (ITEM);
- University Medical Center Freiburg.
Ze strony MHH w realizację przedsięwzięcia zaangażowani są również PD dr Ruth Olmer, prof. dr Ulrich Martin, prof. dr Ulrich Maus oraz prof. dr Jonas Schupp.
Ważną część badań prowadzi zespół prof. Dagmar Wirth, kierującej grupą Model Systems for Infection and Immunity w Helmholtz Centre for Infection Research. Według informacji HZI na jej część przedsięwzięcia przeznaczono około 724 tys. euro.
Cel: zatrzymać proces włóknienia i potencjalnie ograniczyć istniejące zmiany
Najważniejszym zamierzeniem projektu jest opracowanie komórek terapeutycznych zdolnych do identyfikowania wczesnych sygnałów związanych z włóknieniem i aktywnego przeciwdziałania procesom odpowiedzialnym za patologiczne odkładanie macierzy pozakomórkowej.
Badacze zakładają, że odpowiednio zaprogramowane makrofagi mogłyby nie tylko wpływać na dynamikę progresji choroby, lecz również sprzyjać korzystnej przebudowie zmienionej patologicznie tkanki. Możliwość cofania już powstałych zmian włóknistych stanowi jednak cel badawczy, a nie potwierdzony efekt leczenia.
Jak modyfikowane makrofagi mają hamować włóknienie?
Makrofagi należą do komórek odporności wrodzonej i odgrywają zasadniczą rolę w utrzymaniu homeostazy tkankowej. Ich funkcje obejmują fagocytozę drobnoustrojów i uszkodzonych komórek, regulację odpowiedzi zapalnej, prezentację antygenów oraz udział w procesach naprawczych.
W płucach szczególnie istotne są makrofagi pęcherzykowe, obecne w przestrzeni pęcherzyków płucnych, oraz populacje makrofagów śródmiąższowych. Ich aktywność jest ściśle związana z sygnałami pochodzącymi od komórek nabłonka, fibroblastów, komórek śródbłonka i innych elementów mikrośrodowiska płucnego.
Makrofagi nie mają jednak wyłącznie działania ochronnego. W zależności od kontekstu biologicznego mogą uczestniczyć zarówno w wygaszaniu zapalenia i naprawie uszkodzeń, jak i w podtrzymywaniu procesów profibrotycznych.
To funkcjonalne zróżnicowanie stanowi jeden z powodów, dla których komórki te są analizowane jako potencjalne narzędzia terapeutyczne.
Programowanie odpowiedzi komórkowej na sygnały włóknienia
W projekcie BREATH-EC naukowcy planują zmodyfikować makrofagi w taki sposób, aby reagowały na określone sygnały biologiczne związane z rozwojem zmian włóknistych.
Koncepcja przewiduje połączenie dwóch właściwości:
- Rozpoznawania sygnałów patologicznych – identyfikowania przez zmodyfikowane komórki cech mikrośrodowiska wskazujących na aktywność procesów włóknienia.
- Miejscowej odpowiedzi terapeutycznej – wytwarzania lub uwalniania czynników mających przeciwdziałać mechanizmom sprzyjającym postępowi włóknienia.
Według informacji przedstawionych przez MHH, zmodyfikowane makrofagi mają wychwytywać cząsteczki sygnałowe o działaniu profibrotycznym oraz wytwarzać miejscowo przeciwciała ograniczające proces włóknienia.
Istotnym elementem przedsięwzięcia jest zastosowanie syntetycznych układów regulacji ekspresji genów, określanych jako synthetic genetic circuits. Nad tym komponentem pracuje zespół prof. Dagmar Wirth z HZI.
Układy te mają umożliwić komórkom rozpoznawanie sygnałów związanych z chorobą i uruchamianie odpowiedzi terapeutycznej dostosowanej do lokalnych warunków. Jest to koncepcja działania typu sense-and-act, w której wykrycie określonego sygnału biologicznego ma inicjować odpowiednią funkcję komórkową.
Potencjalną zaletą takiej strategii jest możliwość uzależnienia aktywności terapeutycznej od sytuacji panującej w docelowej tkance. W teorii mogłoby to pozwolić na bardziej selektywne działanie niż w przypadku ciągłej, niezależnej od lokalnych sygnałów ekspozycji na czynnik farmakologiczny.
Nie oznacza to jednak, że większa skuteczność, lepsza selektywność tkankowa lub mniejsze ryzyko działań niepożądanych zostały już potwierdzone. Są to potencjalne korzyści wymagające weryfikacji doświadczalnej.
Dlaczego odpowiedź makrofagów na mikrośrodowisko jest tak ważna?
Zdolność makrofagów do zmiany fenotypu i funkcji pod wpływem otaczających sygnałów określa się jako plastyczność funkcjonalną. Stanowi ona podstawę ich roli w odpowiedzi immunologicznej i naprawie tkanek, ale równocześnie utrudnia projektowanie terapii komórkowych.
Komórka zaprogramowana do działania przeciwfibrotycznego może znaleźć się w środowisku zawierającym liczne sygnały zapalne, immunoregulacyjne i profibrotyczne. Dla powodzenia terapii istotne będzie zatem nie tylko uzyskanie pożądanego fenotypu przed podaniem, ale również utrzymanie odpowiedniej aktywności komórek po ich kontakcie z tkanką chorobowo zmienioną.
W przeglądzie opublikowanym w sierpniu 2026 r. w czasopiśmie Signal Transduction and Targeted Therapy Daniela Paasch, Kathrin Haake, Chloe Kan i współautorzy, w tym Nico Lachmann, wskazują właśnie na plastyczność makrofagów, kontrolę szlaków sygnałowych oraz stabilność ich zaprogramowanych funkcji jako centralne zagadnienia rozwoju terapii komórkowych.
Podstawy naukowe: komórki iPSC i inżynieria makrofagów
Jednym z podstawowych wyzwań technologicznych projektu jest uzyskanie odpowiedniej liczby komórek terapeutycznych o powtarzalnych właściwościach biologicznych.
Konsorcjum przewiduje wykorzystanie dwóch źródeł makrofagów: komórek uzyskiwanych z krwi dawców oraz komórek różnicowanych z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych (ang. induced pluripotent stem cells, iPSC).
Makrofagi pochodzące z indukowanych pluripotencjalnych komórek macierzystych
Technologia iPSC pozwala na otrzymywanie komórek pluripotencjalnych z odpowiednio przeprogramowanych komórek somatycznych. Następnie, przy zastosowaniu określonych warunków hodowli i czynników różnicujących, można kierować ich rozwój w stronę wybranych linii komórkowych.
W przypadku makrofagów szczególne znaczenie ma możliwość opracowania kontrolowanego procesu produkcji, zapewniającego uzyskiwanie kolejnych partii komórek o porównywalnych właściwościach fenotypowych i funkcjonalnych.
Taką technologię badali już naukowcy związani z MHH i Fraunhofer Institute for Toxicology and Experimental Medicine.
W czerwcu 2024 r. w czasopiśmie Stem Cell Research & Therapy opublikowano pracę Standardized generation of human iPSC-derived hematopoietic organoids and macrophages utilizing a benchtop bioreactor platform under fully defined conditions.
Wśród autorów znaleźli się Mania Ackermann, Fawaz Saleh, Shifaa M. Abdin, Anna Rafiei Hashtchin, Ingrid Gensch, Julia Golgath, Marco Carvalho Oliveira, Gesine Hansen i Nico Lachmann.
Badacze opracowali system bioreaktorowy umożliwiający wytwarzanie trójwymiarowych organoidów hematopoetycznych, z których następnie uzyskiwano makrofagi pochodzące z iPSC.
Technologia została zaprojektowana z wykorzystaniem zdefiniowanych chemicznie warunków hodowli, bez konieczności stosowania składników pochodzenia zwierzęcego.
Co wykazano w badaniu opublikowanym w 2024 roku?
W analizowanym modelu laboratoryjnym:
- uzyskano ciągłą produkcję makrofagów z trójwymiarowych organoidów hematopoetycznych;
- wykorzystano trzy różne linie ludzkich komórek iPSC;
- wykonywano kolejne zbiory komórek w odstępach tygodniowych przez wiele tygodni;
- stwierdzono powtarzalność charakterystyki fenotypowej uzyskiwanych makrofagów;
- wykazano zachowanie podstawowych funkcji komórkowych oraz zdolność do reagowania na bodźce prowadzące do różnych stanów aktywacji immunologicznej;
- potwierdzono możliwość wykorzystania wytworzonych makrofagów jako modelu do badania działania substancji immunomodulujących, na przykładzie deksametazonu.
Wyniki stanowiły dowód wykonalności określonej technologii produkcji makrofagów z iPSC. Nie były jednak badaniem terapii włóknienia płuc i nie pozwalały na wnioskowanie o skuteczności przeciwfibrotycznej u pacjentów.
Dla projektu BREATH-EC znaczenie tej publikacji polega przede wszystkim na wykazaniu możliwości wytwarzania funkcjonalnych makrofagów w systemie, który może być dalej rozwijany na potrzeby technologii komórkowych.
Od produkcji komórek do zaawansowanego produktu terapeutycznego
Uzyskanie makrofagów zdolnych do prawidłowego funkcjonowania w warunkach laboratoryjnych jest jedynie jednym z etapów opracowania terapii.
Konieczne będzie również sprawdzenie, czy modyfikacje genetyczne zapewniają odpowiedni profil działania, czy komórki zachowują zaprogramowane funkcje w mikrośrodowisku włókniejącego płuca oraz czy można przygotować produkt komórkowy o wystarczającej stabilności i powtarzalności.
W praktyce translacyjnej szczególnego znaczenia nabierają kontrola jakości, charakterystyka tożsamości i czystości produktu, ocena jego aktywności biologicznej oraz możliwość prowadzenia produkcji zgodnie z wymaganiami właściwymi dla produktów terapii zaawansowanej.
Są to ogólne zagadnienia rozwoju terapii makrofagowych omawiane również w przeglądzie Paasch i współautorów z 2026 r. Nie należy traktować ich jako potwierdzenia, że wszystkie etapy przygotowania produktu BREATH-EC zostały już zakończone.
Podanie dooskrzelowe i wyzwania związane z bezpieczeństwem
Jednym z najbardziej interesujących założeń BREATH-EC z perspektywy pulmonologii interwencyjnej jest plan wykorzystania bronchoskopii jako drogi podawania zmodyfikowanych makrofagów.
Według informacji MHH długoterminowym celem przedsięwzięcia jest opracowanie możliwości dostarczenia komórek terapeutycznych do płuc przy użyciu bronchoskopu.
Takie podejście miałoby umożliwić miejscowe podanie preparatu do układu oddechowego, zamiast polegania wyłącznie na ogólnoustrojowej dystrybucji komórek.
Na obecnym etapie nie podano jednak szczegółowego schematu podania, dawkowania, liczby procedur ani sposobu określania obszarów, do których komórki miałyby zostać dostarczone.
Jakie problemy musi rozwiązać zespół badawczy?
Ocena potencjalnego zastosowania tej technologii wymaga odpowiedzi na kilka zasadniczych pytań.
Po pierwsze, dystrybucja komórek. Konieczne będzie ustalenie, w jakim stopniu podane drogą bronchoskopową makrofagi docierają do odpowiednich przedziałów płuca, w tym do obszarów objętych przebudową włóknistą. Samo podanie komórek do dróg oddechowych nie oznacza automatycznie ich dotarcia do wszystkich patologicznych ognisk w śródmiąższu płucnym.
Po drugie, przeżywalność i utrzymywanie funkcji. Nie wiadomo jeszcze, jak długo zmodyfikowane komórki będą zachowywały aktywność terapeutyczną po podaniu i w jakim zakresie lokalne sygnały zapalne oraz profibrotyczne mogą zmieniać ich zachowanie.
Po trzecie, swoistość odpowiedzi. Istotne będzie wykazanie, że komórki uruchamiają zaprogramowane funkcje w odpowiednich warunkach biologicznych, bez niepożądanej aktywacji w innych sytuacjach.
Po czwarte, bezpieczeństwo immunologiczne. Należy ocenić potencjalne ryzyko reakcji zapalnych, niezamierzonych oddziaływań immunologicznych oraz innych następstw podania komórek poddanych modyfikacjom genetycznym.
Po piąte, trwałość i kontrola efektu. Dla przyszłego zastosowania klinicznego znaczenie będzie miało określenie, czy działanie komórek można odpowiednio kontrolować i czy ewentualny efekt terapeutyczny utrzymuje się przez czas istotny z punktu widzenia przebiegu choroby.
Powyższe zagadnienia stanowią analizę wymagań translacyjnych związanych z rozwojem terapii komórkowych. Komunikat inicjujący BREATH-EC nie zawiera jeszcze wyników badań odpowiadających na te pytania.
Znaczenie projektu dla przyszłego leczenia chorób włóknieniowych płuc
Najważniejszym aspektem naukowym BREATH-EC jest próba wykorzystania komórek układu odpornościowego jako aktywnych, lokalnie reagujących nośników funkcji terapeutycznych.
Koncepcja różni się od tradycyjnej farmakoterapii przede wszystkim tym, że podany produkt nie miałby być wyłącznie określoną substancją czynną. Byłyby nim odpowiednio przygotowane komórki, wyposażone w mechanizmy rozpoznawania sygnałów chorobowych oraz zdolność wytwarzania czynników o potencjalnym działaniu przeciwfibrotycznym.
Jeżeli założenia projektu zostaną potwierdzone w kolejnych etapach badań, otworzy to możliwość analizowania zastosowań takiej platformy również w innych schorzeniach związanych z patologiczną przebudową tkankową.
Autorzy przedsięwzięcia wymieniają w tym kontekście także choroby włóknieniowe wątroby i serca. Nie oznacza to jednak, że opracowywana terapia posiada już udokumentowaną skuteczność w tych wskazaniach.
W jakim stadium choroby terapia mogłaby mieć największe znaczenie?
W komunikacie MHH szczególnie podkreślono potencjalne zastosowanie podejścia na wczesnych etapach włóknienia płuc.
Ma to uzasadnienie biologiczne: aktywne procesy przebudowy tkankowej mogą stanowić bardziej podatny cel modulacji niż utrwalona, rozległa przebudowa bliznowata. Należy jednak pamiętać, że nie określono jeszcze populacji pacjentów, w której planowana terapia mogłaby przynieść korzyści kliniczne.
Nie ustalono również, czy produkt miałby być rozwijany przede wszystkim dla idiopatycznego włóknienia płuc, określonych fenotypów postępującego włóknienia płuc, czy innych jednostek należących do grupy śródmiąższowych chorób płuc.
Różnice w etiopatogenezie, aktywności procesu włóknienia i stopniu nieodwracalnego uszkodzenia miąższu mogą mieć zasadnicze znaczenie dla późniejszego wyboru wskazań terapeutycznych.
Co będzie oznaczało powodzenie projektu?
Z perspektywy rozwoju technologii powodzenie kolejnych etapów BREATH-EC wymagałoby przede wszystkim potwierdzenia możliwości uzyskania komórek o przewidywalnej aktywności biologicznej oraz wykazania, że ich zaprogramowane funkcje rzeczywiście wpływają na mechanizmy odpowiedzialne za włóknienie.
Dopiero dalsze badania mogłyby odpowiedzieć na pytanie, czy obserwowane efekty biologiczne przekładają się na poprawę struktury płuc, ograniczenie progresji zmian włóknistych lub zachowanie czynności układu oddechowego.
W przypadku przyszłych badań klinicznych szczególnie ważne będzie ustalenie wpływu terapii na parametry czynnościowe płuc, obraz zmian włóknistych, stan kliniczny pacjentów oraz bezpieczeństwo krótko- i długoterminowe. Nie są to jednak punkty końcowe formalnie potwierdzone w obecnym komunikacie projektu.
Perspektywa badań translacyjnych
Projekt BREATH-EC łączy kilka dynamicznie rozwijających się obszarów nauk biomedycznych: immunologię płuc, biologię komórek macierzystych, inżynierię genetyczną, biologię syntetyczną oraz technologie produkcji komórek przeznaczonych do zastosowań terapeutycznych.
Dla specjalistów pulmonologii najważniejsze będzie ustalenie, czy odpowiednio zmodyfikowane makrofagi mogą w sposób bezpieczny, powtarzalny i klinicznie istotny wpływać na aktywne procesy włóknienia miąższu płucnego.
Badania te mogą przyczynić się do lepszego poznania zależności między układem odpornościowym a przebudową włóknistą. Na obecnym etapie należy jednak traktować je jako rozwój perspektywicznej technologii eksperymentalnej, której rzeczywista wartość terapeutyczna pozostaje otwartym pytaniem.
Słownik pojęćKliknij, aby zwinąć
Makrofagi – komórki odporności wrodzonej uczestniczące między innymi w fagocytozie, regulacji zapalenia, utrzymaniu homeostazy i naprawie tkanek.
iPSC (induced pluripotent stem cells) – indukowane pluripotencjalne komórki macierzyste uzyskiwane przez przeprogramowanie komórek somatycznych.
Makrofagi iPSC-Mac – makrofagi uzyskiwane w wyniku kontrolowanego różnicowania komórek iPSC.
Biologia syntetyczna – dziedzina wykorzystująca zasady biologii molekularnej i inżynierii do konstruowania układów biologicznych o zaprojektowanych funkcjach.
Synthetic genetic circuits – syntetyczne układy regulacji genetycznej umożliwiające zaprogramowanie określonej reakcji komórki na wybrane sygnały biologiczne.
Sense-and-act – strategia, w której wykrycie określonego sygnału wywołuje zaprogramowaną odpowiedź biologiczną lub terapeutyczną.
Macierz pozakomórkowa (ECM) – sieć składników strukturalnych i sygnałowych znajdujących się poza komórkami, której nadmierne odkładanie jest cechą włóknienia.
Plastyczność makrofagów – zdolność tych komórek do zmiany fenotypu i funkcji w odpowiedzi na sygnały pochodzące z mikrośrodowiska.
Źródła i materiały naukowe
Źródła i materiały
Research into shortness of breath: EU funds the development of immune cell therapy for pulmonary fibrosis
Helmholtz Centre for Infection Research, 12 października 2026 r. Uzupełniające informacje o roli zespołu prof. Dagmar Wirth, syntetycznych układach regulacji genetycznej i koncepcji sense-and-act.
Standardized generation of human iPSC-derived hematopoietic organoids and macrophages utilizing a benchtop bioreactor platform under fully defined conditions
Ackermann M., Saleh F., Abdin S.M. i wsp. Stem Cell Research & Therapy. 2024;15:171. Praca dokumentująca laboratoryjne wytwarzanie funkcjonalnych makrofagów z ludzkich komórek iPSC. Stanowi technologiczne tło dla rozwijanych metod, ale nie przedstawia wyników leczenia włóknienia płuc w projekcie BREATH-EC.
Harnessing macrophage signaling pathways and scalable engineering for next-generation immunotherapies
Paasch D., Haake K., Kan C. i wsp. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2026;11:331. Przegląd dotyczący biologii makrofagów, ich inżynierii genetycznej, potencjalnych zastosowań terapeutycznych i ograniczeń translacji klinicznej.
26 października 2026, 18:30 · za 12 dniUprawnienia i obowiązki pracownika z orzeczeniem o niepełnosprawnościFundacja Oddech Życia zaprasza na bezpłatny webinar „Uprawnienia i obowiązki pracownika z orzeczeniem o niepełnosprawności”, który odbędzie się w poniedziałek, 26 października 2026 roku, o godzinie 18:30. Spotkanie poprowadzi Magdalena…Sprawdź szczegóły 
