Nierenfibrose: Molekularer Mechanismus der zellulären Wechselwirkung identifiziert

Ein Forscherteam der RWTH Aachen hat in einem Tiermodell einen Mechanismus hinter dem Übergang von Nierentubulusschäden zu interstitieller Fibrose identifiziert.

Nierenfibrose ist der zugrundeliegende pathologische Prozess der chronischen Nierenerkrankung und stellt eine große globale medizinische Herausforderung dar, erklären die Autoren. Bei den meisten Erkrankungen betrifft die fibroseauslösende Schädigung Epithelzellen. Die fibroseausführenden Zellen sind jedoch interstitielle Mesenchymzellen, insbesondere Fibroblasten, die den Rezeptor β des vom Blutplättchen abgeleiteten Wachstumsfaktors (PDGF-Rezeptor β, PDGFR-β) exprimieren, heißt es weiter.

In der aktuellen Studie analysierten die Forscher um Erstautorin Barbara Mara Klinkhammer die zellspezifische funktionelle Relevanz des PDGFR-β-Liganden PDGF-B in der zellulären Kommunikation bei Nierenfibrose. Die neuen Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Kidney International“ veröffentlicht.

Leicht veränderte Mikrostruktur

Nach einer transkriptomweiten Genexpressionsanalyse von PDGF-B in murinen und menschlichen Nierengeweben erzeugten die Wissenschaftler transgene Mauslinien mit Deletion von PDGF in wichtigen zellulären Quellen von PDGF-B und analysierten Nierenphänotypen und Fibrogenese in verschiedenen Nierenfibrosemodellen.

Mäuse mit einer Deletion des PDGF-Gens in den Nierentubulusepithelzellen wiesen kleinere Nieren und eine leicht veränderte Mikrostruktur auf, die mittels Pathomik sichtbar gemacht wurde. Dies beeinträchtigte jedoch weder die Gesamtentwicklung noch die Nierenfunktion, selbst im hohen Alter der Tiere (100 Wochen), erläutern die Wissenschaftler.

Verminderte Fibrose beobachtet

In drei Modellen mit tubulärer Schädigung unterschiedlicher Ätiologie (Harnleiterobstruktion, Ischämie/Reperfusion und adeninreiche Ernährung) zeigten Mäuse ohne PDGF in den Tubuluszellen eine signifikant und spezifisch reduzierte Aktivierung und Proliferation peritubulärer PDGFR-β+-Zellen sowie eine verminderte Fibrose. Einzelzellexpressions- und Zell-Zell-Interaktionsanalysen zeigten eine parakrine PDGF-B/PDGFR-β-Signalachse zwischen Tubuli und Fibroblasten in Mäusen und Menschen, berichten die Forscher.

Selbst eine einzelne PDGF-B-exprimierende, geschädigte Tubuluszelle konnte durch die Induktion einer umgebenden peritubulären interstitiellen profibrotischen Nische die Fibrogenese antreiben. Obwohl PDGF-B in Nierenmesenchymzellen, Megakaryozyten und Thrombozyten exprimiert oder gespeichert wird, hatte die Deletion von PDGF in diesen Zellen keine Auswirkungen auf gesunde oder fibrotische Nierenmodelle, so die Autoren.

Sie schlussfolgern: „Die parakrine PDGF-Signalgebung stellt einen wichtigen molekularen Mechanismus der zellulären Wechselwirkung dar, der den Übergang von Nierentubulusschäden zu interstitieller Fibrose vermittelt.“

(ri/BIERMANN)