Nierenkrankheiten: Verlust von Salz und Körperflüssigkeit kann die Regeneration anregen

Eine Studie der Keck School of Medicine – University of Southern California, USA, hat gezeigt, dass der Verlust von Salz und Körperflüssigkeit die Nierenregeneration bei Mäusen anregt, was auf einen neuen therapeutischen Ansatz für chronische Nierenkrankheiten (CKD) hindeutet.

Ein Verlust von Salz und Körperflüssigkeit kann die Nierenregeneration und -reparatur bei Mäusen anregen. Dies geht aus einer Studie hervor, die vom USC-Stammzellenforscher Janos Peti-Peterdi geleitet und im „Journal of Clinical Investigation“ veröffentlicht wurde.

Diese angeborene Regenerationsreaktion beruht auf einer kleinen Population von Nierenzellen in einer Region, die als Macula densa (MD) bekannt ist, die Salz wahrnimmt und die Filtration, Hormonsekretion und andere Schlüsselfunktionen dieses lebenswichtigen Organs kontrolliert. Prof. Peti-Peterdi, Erstautorin Georgina Gyarmati und ihre Kollegen wählten für die Forschung einen höchst unkonventionellen Ansatz: Anstatt zu untersuchen, wie sich kranke Nieren nicht regenerieren, konzentrierten sich die Wissenschaftler darauf, wie sich gesunde Nieren ursprünglich entwickelt haben.

„Aus evolutionsbiologischer Sicht hat sich die primitive Nierenstruktur der Fische in kompliziertere und effizienter arbeitende Nieren verwandelt, um mehr Salz und Wasser zu absorbieren“, erklärt Peti-Peterdi. „Dies war für die Anpassung an die trockene Landumgebung notwendig, als die Tierarten aus dem salzreichen Meerwasser umzogen“, fügt er hinzu. Vor dem Hintergrund dieser Evolutionsgeschichte fütterte das Forschungsteam Labormäuse mit einer sehr salzarmen Diät und einem häufig verschriebenen Medikament (ACE-Hemmer), das den Salz- und Flüssigkeitsspiegel weiter senkte. Die Mäuse mussten sich bis zu zwei Wochen lang an diese Diät halten, da eine extrem salzarme Ernährung bei langfristiger Anwendung ernsthafte Gesundheitsprobleme auslösen kann.

Ergebnisse der Studie

In der Umgebung der MD beobachteten die Wissenschaftler eine Regenerationsaktivität, die sie durch die Verabreichung von Medikamenten, die die von der MD gesendeten Signale störten, blockieren konnten. Dies unterstreicht die Schlüsselrolle der MD bei der Orchestrierung der Regeneration, heißt es in der Studie. Bei der weiteren Analyse der MD-Zellen der Maus stellten die Wissenschaftler sowohl genetische als auch strukturelle Merkmale fest, die denen von Nervenzellen ähneln. Dies sei ein interessanter Befund, da Nervenzellen eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Regeneration anderer Organe, wie z. B. der Haut, spielen, betonen die Forscher.

In den MD-Zellen der Maus identifizierten die Wissenschaftler auch spezifische Signale von bestimmten Genen, darunter Wnt, NGFR und CCN1, die durch eine salzarme Ernährung verstärkt werden könnten, um die Struktur und Funktion der Niere zu regenerieren. In Übereinstimmung mit diesen Ergebnissen bei Mäusen wurde festgestellt, dass die Aktivität von CCN1 bei Patienten mit CKD stark reduziert ist.

Um das therapeutische Potenzial dieser Entdeckungen zu testen, verabreichten die Wissenschaftler CCN1 an Mäuse mit einer Form von CKD, die als fokal segmentale Glomerulosklerose bekannt ist. Außerdem behandelten sie diese Mäuse mit MD-Zellen, die unter salzarmen Bedingungen gezüchtet wurden. Beide Ansätze waren erfolgreich, wobei die Behandlung mit MD-Zellen die größten Verbesserungen der Nierenstruktur und -funktion bewirkte. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, dass die MD-Zellen nicht nur CCN1 absondern, sondern auch weitere unbekannte Faktoren, die die Nierenregeneration fördern.