Polyzystische Nierenkrankheit: Neuartige Methode zur Identifizierung entwickelt

US-Forscher berichten über eine neuartige Methode zur Identifizierung und Verfolgung von Material, das von extrazellulären Vesikeln (EVs) transportiert wird und eine Schlüsselrolle bei der polyzystischen Nierenkrankheit (PKD) spielt.

In einer neuen Studie der Rutgers University, USA, die in der Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht wurde, berichtet Prof. Inna Nikonorova über eine neuartige Methode zur Identifizierung und Verfolgung von Material, das von extrazellulären Vesikeln (EVs) transportiert wird – submikroskopischen Kommunikationsmitteln, die von Zellen abgegeben werden und eine Schlüsselrolle bei der Entstehung von Krebs, Neurodegeneration und Nierenerkrankungen wie PKD spielen. „Inna konnte die anderen Proteine ​​identifizieren, die mit polyzystischen Proteinen in EVs reisen – Proteine, die bisher niemand wirklich kannte“, erklärt Co-Autorin Prof. Maureen Barr.

Einst als Abfallprodukt der Zellen betrachtet, verstehen Forscher heute die gesundheitlichen Auswirkungen extrazellulärer Vesikel. „Nützliches Material in diesen Transportern – zum Beispiel Proteine ​​– unterstützt die Wundheilung und Geweberegeneration“, so Nikonorova. „Sie können aber auch schädlich sein, indem sie toxisches Material verbreiten und als Krankheitsmediatoren wirken“, fügt sie hinzu.

Veränderungen der Polycystine im Fokus

Unklar war bisher, wie das Material ausgewählt und in extrazelluläre Vesikel verpackt werden. Um dieses Rätsel zu lösen, konzentrierten sich Nikonorova und Barr auf ein EV, das PKD-Genproteine ​​und zugehöriges Material trägt. Veränderungen an PKD-Proteinen, den Polycystinen, stehen im Zusammenhang mit dem Krankheitsverlauf.

Anhand der Ergebnisse einer früheren Studie entwickelte Nikonorova ein Markierungsinstrument, um das Material spezialisierter EVs in einem Laborwurm namens C. elegans zu verfolgen, der einen durchscheinenden Körper und einen schnellen Wachstumszyklus aufweist. Durch den Einsatz eines grün fluoreszierenden Proteins, das an Polycystin-2 bindet, konnte Nikonorova das EV-Material auf ihrem Weg durch den Körper des Wurms beobachten und ihre Interaktionen kartieren.

„Wohin die Polycystine wandern, sieht man unter dem Mikroskop ein grünes Licht“, berichtet sie. „Es ist, als würde man jemandem eine Taschenlampe geben und ihn beobachten, wie er in einem dunklen Haus von Raum zu Raum geht“, fügt sie hinzu. Die von Nikonorova verwendete Tracking-Methode, bekannt als „Proximity Labeling“, half ihr, den genauen Mechanismus zu bestimmen, durch den Polycystine in EVs verpackt werden, und die damit verbundenen Proteine, mit denen die Polycystine durch den Körper wandern.

Interaktionen beobachtet

„Wir sind über die bloße Identifizierung hinausgegangen“, betont Nikonorova weiter. Frühere Studien hätten lediglich die Proteine ​​in den EVs benannt. „Wir haben hingegen jeden Kandidaten untersucht und geprüft, ob er zu Vesikeln mit Polycystinen wandert und mit ihnen interagiert“, sagte sie. Diese Informationen könnten Forschern helfen zu verstehen, was in Zellen mit fehlenden Polycystinproteinen passiert, so die Autoren.