Nierenzellen: Neue Bildgebungstechnik zeigt intrazelluläre Energiedynamik

Mit einem neu entwickelten Adenosintriphosphat(ATP)-Imaging-System konnten Forscher aus Japan die ATP-Mengen in verschiedenen Nierenzellen sichtbar machen, auch in tieferen Segmenten von Nephronen.

Die neue Technik ermöglicht einen detaillierten Blick darauf, wie Energie in verschiedenen Teilen der Niere erzeugt und verbraucht wird, betonen die Forscher. So konnten sie die ATP-Dynamik in Echtzeit an Nierenschnitten eines genetisch veränderten Mausmodells untersuchen, das einen ATP-Biosensor exprimiert.

Ein zentrales Ergebnis der Studie war, dass es in den verschiedenen Nephronabschnitten unterschiedliche ATP-Synthesewege gibt. Es wurde festgestellt, dass die proximalen Tubuli für die ATP-Produktion in hohem Maße von der oxidativen Phosphorylierung (OXPHOS) abhängig sind, während die Podozyten sowohl auf OXPHOS als auch auf die Umwandlung von Glukose angewiesen sind. Diese ATP-Produktion in spezifischen Segmenten lässt vermuten, dass eine gezielte Beeinflussung dieser Signalwege zu wirksameren Behandlungen von Nierenerkrankungen führen könnte. Die Forscher nutzten das neue Bildgebungssystem auch, um die ATP-Dynamik in Krankheitsmodellen zu untersuchen, darunter Ischämie-Reperfusionsschäden und durch Chemotherapie verursachte Schäden. Sie fanden heraus, dass der ATP-Spiegel in den proximalen Tubuli in diesen Modellen besonders stark beeinträchtigt war, was die Bedeutung des Energiestoffwechsels bei Nierenschäden unterstreicht.

Der leitende Forscher und Erstautor der Studie Dr. Shigenori Yamamoto betont, wie wichtig das Verständnis der komplexen Interaktionen zwischen den Nierenzellen für die Entwicklung therapeutischer Strategien zur Verbesserung der Nierenfunktion sei: „Experimentelle Techniken, die die Analyse mehrerer Zellfunktionen im Laufe der Zeit ermöglichen, einschließlich unseres neuartigen Systems, werden ein leistungsfähiges Werkzeug sein“, stellt er fest.