AKI: Neuartiger Wirkstoff könnte Nierenschädigung verhindern

Eine aktuelle Studie der University of Utah Health (USA) beschreibt einen neuen, therapeutisch angreifbaren Mechanismus, der der mitochondrialen Schädigung im proximalen Tubulus bei akuter Nierenfunktionseinschränkung (AKI) zugrunde liegt.

Die US-Forscher haben herausgefunden, dass AKI durch Ceramide ausgelöst wird, die die Mitochondrien der Niere schädigen und dadurch schwere Schäden verursachen. Mithilfe eines alternativen Wirkstoffkandidaten, der den Ceramid-Stoffwechsel beeinflusst, konnte das Team nach eigenen Angaben die Integrität der Mitochondrien erhalten und Nierenschäden bei Mäusen verhindern. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Cell Metabolism“ veröffentlicht.

„Wir konnten die Pathologie der AKI durch die Inaktivierung von Ceramiden vollständig rückgängig machen“, berichtet Studienleiter Prof. Scott Summers. „Wir waren verblüfft – nicht nur die Nierenfunktion blieb normal, sondern auch die Mitochondrien waren unversehrt“, fügt er hinzu.

Urinproben zur Vorhersage

Das Labor von Summers hatte in vergangenen Studien bereits gezeigt, dass Ceramide Gewebe vom Herzen bis zur Leber schädigen können. Als das Team Ceramide in AKI-Modellen untersuchte, war der Zusammenhang auffällig: Die Ceramid-Werte stiegen nach Nierenschädigung sowohl in Mäuse- als auch in menschlichen Urinproben sprunghaft an.

„Bei Nierenschädigungen sind die Ceramid-Werte stark erhöht“, erklärt Erstautorin Dr. Rebekah Nicholson. „Die Werte steigen nach einer Nierenschädigung rasch an, und zwar proportional zum Schweregrad der Schädigung. Je schwerwiegender die Nierenschädigung ist, desto höher sind die Ceramid-Werte“, fügt sie hinzu. Diese Ergebnisse deuten laut den Autoren darauf hin, dass der Ceramid-Spiegel im Urin als Frühindikator für AKI dienen könnte.

Modifizierung kann Schäden vorbeugen

Den Forschern gelang es, Nierenschäden in einem Tiermodell nahezu vollständig zu verhindern, indem sie die Ceramid-Produktion veränderten. Durch eine präzise genetische Veränderung, die die Ceramid-Produktion beeinflusst, schuf das Team Mäuse, die selbst unter Bedingungen, die normalerweise zu AKI führen würden, keine Nierenschädigung entwickeln.

Ebenso verhinderte die Vorbehandlung von Mäusen mit einem neu entwickelten Wirkstoffkandidaten zur Senkung des Ceramid-Spiegels Nierenschäden. Die Nierenfunktion verbesserte sich, die Mäuse blieben voll aktiv, und die Nieren sahen unter dem Mikroskop nahezu normal aus. Das von den Forschern verwendete Modell setzt die Nieren in der Regel starkem Stress aus, erklärt Nicholson, daher sei es „wirklich bemerkenswert, dass die Mäuse vor den Schäden geschützt waren“, so Summers.

Mitochondrien im Fokus

Die Forscher fanden heraus, dass Ceramide Nierenschäden verursachen, indem sie die Mitochondrien schädigen. Die Mitochondrien in geschädigten Nierenzellen sind unter dem Mikroskop sichtbar deformiert und können nicht mehr so ​​effizient Energie produzieren. Durch die Beeinflussung der Ceramid-Produktion, entweder genetisch oder medikamentös, blieben die Mitochondrien auch unter Belastung gesund und funktionsfähig.

Summers betont, dass die in der Studie verwendete Substanz zwar eng mit dem Ceramid-senkenden Medikament verwandt, aber nicht identisch ist, das bereits in klinischen Studien am Menschen getestet wird. „Wir sind begeistert von der Schutzwirkung dieser Ersatzsubstanz, aber sie befindet sich noch in der präklinischen Phase“, erläutert Summers. Weitere Studien seien erforderlich, um die Sicherheit zu bestätigen.

Behandlung weiterer Krankheiten

Sollten sich die Ergebnisse beim Menschen bestätigen, hoffen sie, dass das Medikament präventiv an Menschen mit hohem Risiko für AKI verabreicht werden kann – beispielsweise an Patienten nach einer Herzoperation, von denen etwa ein Viertel eine AKI erleidet.

Da das Medikament offenbar die Mitochondrien gesund hält, vermuten die Forscher, dass es auch bei der Behandlung oder Vorbeugung vieler anderer Erkrankungen, die die Mitochondrien betreffen, hilfreich sein könnte. „Mitochondriale Probleme treten bei so vielen Krankheiten auf – Herzinsuffizienz, Diabetes, Fettlebererkrankung“, kommentiert Summers.