Neue US-Studie zeigt, warum einige geschädigte Nieren nicht heilen

Forscher des Cedars-Sinai Medical Center, USA, haben einen Sensor für die Nierenheilung entdeckt. Das öffnet die Tür für die Entwicklung neuer Therapien zur Umkehrung der Nierenfibrose.

Warum einige geschädigte Nieren heilen, während andere Narben entwickeln, die zu Nierenversagen führen können, haben nun Forscher des Cedars-Sinai Medical Center, USA, herausgefunden. Ihre Ergebnisse, die in der Fachzeitschrift „Science“ veröffentlicht wurden, könnten zur Entwicklung nicht-invasiver Tests zur Erkennung von Nieren-Narben und zu neuen Therapien zur Umkehrung der Erkrankung führen.

„Der Schlüssel zu dieser Entdeckung war unsere Fähigkeit, geschädigte Nierenzellen, die sich erfolgreich regenerierten, direkt mit denen zu vergleichen, die sich nicht regenerierten“, kommentiert Sanjeev Kumar, Nephrologe am Cedars-Sinai Medical Center und leitender Autor der Studie. „Geschädigte Zellen aktivieren ein Protein namens SOX9, um sich zu regenerieren. Wenn sie verheilt sind, bringen die Zellen dieses Protein zum Schweigen. Zellen, die sich nicht regenerieren können, lassen SOX9 aktiv, was zu einer Art Narbenbildung führt, die Fibrose genannt wird. Aber wenn wir SOX9 rechtzeitig deaktivieren, verschwinden die Narben buchstäblich“, erklärt der Wissenschaftler.

Die Nieren können durch Diabetes und Bluthochdruck, schwere Infektionen wie COVID-19 und übermäßigen Gebrauch von Antibiotika und nichtsteroidalen entzündungshemmenden Schmerzmitteln geschädigt werden, sagt Kumar. Das SOX9-Protein spielt eine wichtige Rolle bei der Organentwicklung, ist jedoch in gesunden erwachsenen Nieren nicht aktiv. In früheren Arbeiten an einer anderen Einrichtung fanden Kumar und sein Team heraus, dass bei einer Nierenschädigung die überlebenden Zellen SOX9 im Rahmen des Heilungsprozesses reaktivieren.

In dieser Studie untersuchten Kumar und seine Kollegen Nierenschäden bei Labormäusen. Sie markierten einzelne Zellen am Ort der Schädigung und verfolgten dann, wie sich die Nachkommen der Zellen im Laufe der Zeit entwickelten. „Am zehnten Tag waren die Nachkommen einiger Zellen vollständig geheilt, andere nicht“, berichtet Kumar. „Die geheilte Zelllinie hatte die SOX9-Expression ausgeschaltet, während die nicht geheilte Linie in einem fortgesetzten Versuch, sich vollständig zu regenerieren, die SOX9-Aktivität aufrechterhielt. Es ist wie ein Sensor, der sich einschaltet, wenn Zellen sich regenerieren wollen, und ausschaltet, wenn sie wiederhergestellt sind, und wir sind die ersten, die das erkannt haben“, fügt er hinzu.

Darüber hinaus entdeckten die Forscher, dass Zellen, die nicht in der Lage waren, sich zu regenerieren, mit der Rekrutierung von Proteinen namens Wnts begannen, einem weiteren wichtigen Akteur bei der Organentwicklung. Im Laufe der Zeit führte diese Ansammlung von Wnts zu Narbenbildung. Und die Forscher fanden heraus, dass die Deaktivierung von SOX9 eine Woche nach der Schädigung die Erholung der Nieren förderte.

Gleicher Prozess in Patientendatenbanken kooperierender Institutionen in der Schweiz und Belgien beobachtet

„Wir konnten sehen, dass am siebten Tag auch menschliche Patienten mit transplantierten Nieren, die nur langsam zu arbeiten begannen, SOX9 aktivierten“, sagt Kumar. „Und in der Datenbank unserer Mitarbeiter konnten wir feststellen, dass Patienten, die eine anhaltende SOX9-Aktivierung aufwiesen, eine geringere Nierenfunktion und mehr Narben aufwiesen als diejenigen, bei denen dies nicht der Fall war. Menschliche Nieren mit Zellen, die SOX9 aufrechterhielten, waren ebenfalls mit Wnts angereichert und zeigten eine erhöhte Fibrose“, erläutert Kumar weiter.

Diese Entdeckungen bieten Ziele für die Arzneimittelentwicklung sowie für die nichtinvasive Entdeckung von Biomarkern, die die Diagnose von Nierenfibrose über den Urin ermöglichen, sagt Kumar. Derzeit ist der einzige verfügbare Test für Nierenfibrose eine Biopsie, die viele Risiken birgt.

Die Ergebnisse könnten auch zu neuen Behandlungsmöglichkeiten für Patienten führen, sagt Clive Svendsen, Geschäftsführer des Board of Governors Regenerative Medicine Institute am Cedars-Sinai Medical Center. „Diese Ergebnisse helfen uns zum ersten Mal zu verstehen, wie die Reaktion der Niere auf eine Schädigung manchmal zu Fibrose führt“, so Svendsen. „Zukünftige Arbeiten in dieser Richtung könnten auch unser Verständnis der Fibrose in Herz, Lunge und Leber verbessern“, fügt er hinzu.