Weltdiabetestag: Chronische Nierenerkrankungen besser verstehen

Im nephrologischen Forschungslabor am Universitätsklinikum Jena werden die Mechanismen der diabetischen Nierenschädigung untersucht. Nun haben die Wissenschaftler epigenetische Veränderungen entschlüsselt, die mit Sauerstoffminderung im Gewebe in Zusammenhang stehen.

Chronische Nierenerkrankungen betreffen circa 13 Prozent der Allgemeinbevölkerung weltweit, in Deutschland schätzungsweise über zwei Millionen Menschen. Haupt-Risikofaktoren sind der Diabetes mellitus sowie Bluthochdruck – alles Faktoren, die immer häufiger werden. Das Tückische daran ist, dass Nierenerkrankungen lange keine Beschwerden bereiten und die Erkrankung erst sehr spät erkannt wird, wenn die Niere bereits nicht mehr effektiv arbeitet.

In den letzten Jahren rückte das Feld der Epigenetik immer mehr in den Fokus der Forschung. Ausgelöst durch Umwelteinflüsse, wirken sich epigenetische Veränderungen darauf aus, ob ein Gen abgelesen und die darin verschlüsselte Bauanleitung für ein bestimmtes Protein ausgeführt wird. Die genetische Information selbst bleibt unverändert. Epigenetische Veränderungen tragen zum Fortschreiten vieler Erkrankungen eine Rolle und könnten deshalb als präventive, diagnostische oder therapeutische Marker genutzt werden.

Welche Rolle die Epigenetik bei Entstehung und Verlauf chronischer Nierenerkrankungen spielt, ist bislang kaum erforscht. Bei Patienten mit Typ-2-Diabetes führt eine kurze Phase mit schlecht eingestelltem Blutzucker zu einer Nierenschädigung, auch wenn die Blutzucker anschließend über Jahre bestens kontrolliert wird. Dieses Phänomen ist durch große klinische Studien belegt und wird als „metabolisches Gedächtnis“ bezeichnet – zu erklären ist es durch epigenetische Veränderungen.

Sauerstoffminderung vermittelt epigenetische Veränderungen

Das Forschungslabor der von Prof. Gunter Wolf geleiteten Klinik für Innere Medizin III am Universitätsklinikum Jena untersucht seit mehreren Jahren die molekularen Mechanismen bei chronischen Nierenerkrankungen. In früheren Untersuchungen an Mäusen mit Diabetes Typ 2 konnte das Forschungsteam ein Protein identifizieren, das für den Verlauf der diabetischen Nierenerkrankungen eine wichtige Rolle spielt. Im Vergleich zu gesunden Tieren kommt das Protein in den feinen Filterzellen des Nierengewebes verringert vor und steht so mit der beeinträchtigten Organfunktion in Zusammenhang. „In Folgestudien konnten wir jetzt zeigen, dass die verminderte Produktion dieses Proteins für epigenetische Veränderungen bei Diabetes sorgt“, nennt Arbeitsgruppenleiterin Dr. Marita Liebisch ein aktuelles Ergebnis.

Das Forschungsteam suchte auch nach dem Auslöser für diese Veränderungen. Die Medizindoktorandin Johanna Barth analysierte dafür den Einfluss, den eine verminderte Sauerstoffkonzentration im Nierengewebe auf die molekularen Prozesse hat. Dieser als Hypoxie bezeichnete Zustand kommt bei vielen Nierenerkrankungen vor. Sie untersuchte sowohl kultivierte Nierenzellen, als auch das Nierengewebe von Mäusen. Bei den Tieren wurde die Hypoxie medikamentös und durch die Haltung in einer sauerstoffreduzierten Atmosphäre ausgelöst. „Unter den sauerstoffreduzierten Bedingungen haben wir genau die zuvor beobachteten epigenetischen Veränderungen bestätigen können, die mit einer Schädigung der Nierenzellen verbunden sind“, so Johanna Barth, deren Promotion durch ein Stipendium der Medizinischen Fakultät gefördert wird.

„Diese vielversprechenden Ergebnisse tragen zu dem Verständnis epigenetischer Veränderungen bei chronischen Nierenerkrankungen bei und helfen, neuartige therapeutische Ansätze zu entwickeln“, sagt Wolf. Besonders stolz ist er auf die Tatsache, dass diese innovativen Ergebnisse von einer medizinischen Doktorandin erhoben worden sind, die auch Erstautorin der Publikation ist.