Chronische Nierenkrankheit: Mögliche therapeutische Ziele identifiziert

Eine neue Studie der University of Missouri (USA) zur chronischen Nierenerkrankung (CKD) identifizierte Gene, die an wichtigen Signalwegen der Schädigung beteiligt sind.

Die Arbeit charakterisierte das Transkriptom einzelner Nierenzellen in einem translationalen CKD-Modell und identifizierte Gene, die an wichtigen Signalwegen der Nierenschädigung beteiligt sind. Diese Gene könnten als potenzielle Zielstrukturen für neue Therapieansätze bei CKD-Patienten dienen, so die Autoren. Die neuen Forschungsergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Kidney360“ veröffentlicht.

„Wir haben Gene identifiziert, die anscheinend mit den Anzeichen von Nierenschäden in Zusammenhang stehen“, kommentiert Erstautor Dr. Alejandro Chade. „Einige Gene zeigten in CKD-Modellen eine höhere Aktivität, andere waren an den Kommunikationswegen beteiligt, die Entzündungen, Fibrose oder das Wachstum neuer Blutgefäße ermöglichen.“

Untersuchung mit Schweinenieren

Die Forscher nutzten ein etabliertes präklinisches Translationsmodell der CKD im Schwein und Einzelkern-RNA-Sequenzierung (snRNA-seq), um durch die Charakterisierung des nierenspezifischen Transkriptoms potenzielle therapeutische Zielstrukturen zu identifizieren.

Normale und CKD-Schweine wurden nach 14 Wochen in-vivo und ex-vivo untersucht. Bei zufällig ausgewählten Schweinen wurden die Nieren entnommen, die Zellkerne isoliert, Bibliotheken erstellt und snRNA-Sequenzierung durchgeführt. Die Proteinexpression von Kandidatengenen mit differentieller Expression wurde mittels Immunhistochemie bestimmt, und ihre Expression in primären normalen und CKD-Nierengefäßendothelzellen wurde in-vitro moduliert. Insgesamt wurden 52.213 Zellkerne analysiert.

Endothelzellen im Fokus

Die Wissenschaftler identifizierten dreißig Cluster und filterten sie anhand kanonischer Genmarker, wodurch 16 einzigartige Nierenzelltypen sichtbar wurden. Endothelzellen wiesen die höchste Anzahl differentiell exprimierter Gene (DEGs) auf, die anschließend anhand von Angiogenese, Entzündung und Fibrose weiter gefiltert wurden.

Die Venn-Diagramm-Analyse identifizierte fünf einzigartige, sich überschneidende differentiell exprimierte Gene (DEGs) in Endothelzellen: vWF, LAMA3 und KDR waren in CKD-Nieren im Vergleich zu gesunden Nieren hochreguliert, PTGIS und ICAM1 hingegen herunterreguliert. Die Venn-Diagramm-Analyse deutet darauf hin, dass vWF, LAMA3 und ICAM1 an entzündlichen und fibrotischen Signalwegen beteiligt sind. Die renale Proteinexpression dieser DEGs stimmte mit den snRNA-Sequenzierungsdaten überein.

Darüber hinaus führte die In-vitro-Hemmung von vWF und LAMA3 zu einer Abschwächung der entzündlichen und fibrotischen Signalwege in Endothelzellen.

(ri/BIERMANN)