CKD: Zirkulierende extrazelluläre Vesikel vergiften das Herz

Laut den Ergebnissen einer US-Studie sind zirkulierende extrazelluläre Vesikel (EVs) aus dem Plasma von Patienten mit chronischer Nierenkrankheit (CKD) direkt an der Entwicklung einer begleitenden Herzinsuffizienz beteiligt und könnten vielversprechende Biomarker für deren Früherkennung darstellen.

Mehr als die Hälfte der Patienten mit fortgeschrittener CKD verstirbt an kardiovaskulären Erkrankungen. Klinische Studien deuten darauf hin, dass nierenspezifische Faktoren zur Entwicklung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen beitragen. Bislang konnte jedoch kein nierenspezifischer humoraler Risikofaktor identifiziert werden, der eine direkte Kardiotoxizität auslöst, erklären die Autoren einer neuen Querschnittsstudie.

In ihrer Forschung untersuchten Wissenschaftler der University of Virginia (USA), wie EVs bei Patienten mit CKD die pathologische Kommunikation zwischen Niere und Herz fördern und dadurch Kardiotoxizität verursachen, die Herzfunktion beeinträchtigen und zum Fortschreiten der Herzinsuffizienz beitragen. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Circulation“ veröffentlicht.

Kardiotoxizität im Fokus

Die Wissenschaftler analysierten die Funktion von EVs von Patienten mit CKD und von Mäusen mit durch Adenin induzierter CKD auf Kardiomyozyten und die Kontraktilität des Herzens. Die miRNA-Fracht der EVs identifizierten sie mittels Small-RNA-Sequenzierung und quantitativer Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (qRT-PCR). Ihre Kardiotoxizität testeten die Forschenden mithilfe von miRNA-Mimetika. Gewebe- und zellulärer Ursprung der CKD-EV-miRNAs bestimmten sie anhand ihrer entsprechenden primären miRNA-Expression in Mäusen.

Die Autoren stellten fest, dass EVs aus dem Plasma von Patienten mit CKD, nicht aber aus dem Plasma gesunder Kontrollpersonen, kardiotoxisch waren. Sie induzierten signifikant Apoptose sowohl in vitro als auch in vivo und beeinträchtigten die Kontraktilität primärer Kardiomyozyten adulter Ratten in vitro.

CKD-EV-miRNAs wohl renalen Ursprungs

Ebenso waren EVs aus Plasma und Nieren von CKD-Mäusen kardiotoxisch. Die pharmakologische Reduktion zirkulierender EVs in CKD-Mäusen führte zu einer signifikanten Verbesserung der Herzfunktion und einer Linderung der Herzinsuffizienz. Diese Verbesserungen deuten laut den Forschenden darauf hin, dass CKD-EVs eine ursächliche Rolle in der Pathogenese der Herzinsuffizienz spielen. Sowohl humane als auch murine CKD-EVs wiesen im Vergleich zu Kontroll-EVs eine Anreicherung spezifischer miRNAs auf. CKD-EV-miRNA-Mimetika waren kardiotoxisch, beeinträchtigten die Kontraktilität und reduzierten die Expression kontraktiler Gene in aus induzierten pluripotenten Stammzellen des Menschen gewonnenen Kardiomyozyten.

Interessanterweise waren die Konzentrationen endogener primärer miRNAs, die den zirkulierenden CKD-EV-miRNAs entsprechen, in CKD-Nierengewebe, insbesondere in CD45^-veCD31^-ve Nierenzellen, signifikant höher als in CKD-Herzen, CKD-Lebern oder CKD-peripheren mononukleären Blutzellen. Dieses Ergebnis deutet laut den Wissenschaftlern darauf hin, dass CKD-EV-miRNAs renalen Ursprungs sind.

Potenzielle therapeutische Interventionen

„Es ist bemerkenswert, dass die CKD-EV-miRNA-Werte mit etablierten Markern für Herzschädigung korrelierten, wodurch das Vorhandensein einer subklinischen Herzerkrankung aufgedeckt und die Heterogenität bei renokardialen Erkrankungen aufgezeigt wurde“, kommentieren die Autoren. Und weiter: „Unsere Studien an menschlichen Probanden und Mäusen zeigen zusammenfassend, dass zirkulierende CKD-EVs, die unterschiedliche aus der Niere stammende miRNAs tragen, die molekulare Kommunikation vermitteln, die zur Pathogenese der Herzinsuffizienz bei CKD beiträgt.“

Folglich würden CKD-EVs vielversprechende diagnostische und prognostische Biomarker für die Früherkennung der Krankheit und als Zielstrukturen für neuartige therapeutische Interventionen bei chronischen Nieren- und Herzerkrankungen darstellen.

(ri/BIERMANN)