Podcasts about glomerulosklerose

Die diabetische Nephropathie ist derzeit weltweit der häufigste Grund für die terminale Niereninsuffizienz mit einem Anteil von einem Drittel aller Fälle. Im Verlauf der diabetischen Nephropathie kommt es zu einer zunehmenden Glomerulosklerose. Die Fähigkeit der parietalen Epithelzelle zur Ausbildung von extrazellulärer Matrix und ein möglicher Beitrag zur Glomerulosklerose ist bislang unklar. Daher sollte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die parietale Epithelzelle bei der diabetischen Nephropathie vermehrt extrazelluläre Matrix bildet und dadurch die Bowman’sche Kapsel verdickt. Diese Frage wurde unter Verwendung einer immortalisierten murinen parietalen Epithelzelllinie und einer primären humanen parietalen Epithelzelllinie im Zellversuch und Stimulation dieser Zellen mit hoher Glukosekonzentration (30mM), TGF-β1 und „advanced glycation endproducts“ nachgegangen. Außerdem wurde retrospektiv die Bowman’sche Kapsel von sechs humanen Nierenbiopsien mit diabetischer Nephropathie per Licht- und Transmissionselektronen-mikroskopie untersucht. Im ersten Schritt war die Aktivierung der parietalen Epithelzelle unter diabetischer Kondition Fokus der experimentellen Untersuchung. Hier lag ein zellspezifischer Effekt vor. Während für die humanen parietalen Epithelzellen keine funktionellen oder morphologischen Zeichen der Aktivierung gefunden werden konnte, zeigten murine parietale Epithelzellen eine Aktivierung nach Stimulation mit TGF-β1. Der zweite Schritt bestand in der Untersuchung der Bildung von TGF-β1 in parietalen Epithelzellen. Auch hier konnten unterschiedliche Stimulationseffekte bei den murinen und humanen parietalen Epithelzellen beobachtet werden. Während die humanen parietalen Epithelzellen weder auf Transkriptions-, noch auf Translationsebene eine geänderte Expression zeigten, exprimierten die murinen parietalen Epithelzellen in einem positiven Feedback-Mechanismus auf Transkriptionsebene verstärkt TGF-β1 nach Stimulation mit TGF-β1. Auf Translationsebene konnte eine verstärkte Bildung von TGF-β1 nach Stimulation mit „advanced glycation endproducts“ und eine verminderte Bildung nach Stimulation mit Glukose beobachtet werden. Der dritte Schritt beinhaltete die Untersuchung der Kollagenbildung in den parietalen Epithelzellen und die Vermessung der Bowman’schen Kapsel. Während Glukose in keiner der Zelltypen zu einer Änderung der Kollagengenexpression führte, induzierte TGF-β1 in den humanen und murinen parietalen Epithelzellen eine Hochregulation der Genexpression verschiedener Ketten von Kollagen IV und Kollagen I α 1. „Advanced glycation endproducts“ verstärkten die Transkription der Kollagene in den humanen parietalen Epithelzellen, wohingegen sie diese in murinen parietalen Epithelzellen herunterregulierten. In der retrospektiven histologischen Untersuchung von sechs Patienten mit diabetischer Nephropathie und sechs Vergleichspatienten wurde per Licht- und Transmissionselektronenmikroskopie die Dicke der Bowman’schen Kapsel vermessen. In den lichtmikroskopischen Messungen zeigte sich für die Patienten mit diabetischer Nephropathie eine signifikant verdickte Bowman’schen Kapsel. Diese Verdickung konnte bei Patienten mit diabetischer Nephropathie in den transmissionselektronenmikroskopischen Messungen bestätigt werden. Letztlich ist die Lichtmikroskopie die geeignetere Messmethode, weil hier eine höhere Anzahl an Glomeruli gemessen werden kann und sie einen Selektionsbias ausschließt. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die parietale Epithelzelle unter diabetischer Kondition verstärkt extrazelluläre Matrix bildet und diese basal ablagert. In den murinen parietalen Epithelzellen ergaben sich Hinweise auf den Mechanismus der Aktivierung und einen positiven Feedbackmechanismus von TGF-β1 bei der diabetischen Nephropathie. Die Verdickung der Bowman’schen Kapsel ist von klinischer und diagnostischer Bedeutung, da die Ausbildung der parietalen Fibrose viele Funktionen der parietalen Epithelzellen und Bowman’schen Kapsel einschränkt und der Glomerulus letztlich sklerosiert bzw. verödet. Diagnostisch werden künftige Studien den Wert der Dickenmessung der Bowman’schen Kapsel als zusätzliches pathologisches Kriterium der Stadieneinteilung der diabetischen Nephropathie zeigen.

Obwohl die immunstimulatorischen Effekte viraler Nukleinsäursen, wie auch IFN -α und IFN-β, während Virusinfektionen eine wichtige Rolle spielen, ist wenig über ihre Funktion bei viraler Glomerulonephritis, wie beispielsweise HIV Nephropathie, bekannt. Virusinfektionen aktivieren, vor allem mittels IFN-α und IFN-β Produktion eine systemische antivirale Immunantwort. Es wurde gezeigt, dass diese inflammatorischen Zytokine einen pleiotropen immunmodulatorischen Effekt auf renale Mesangialzellen ausüben, was direkt zu glomerulären Krankheiten führt. Aber es ist bisher nicht bekannt, ob die viralen Nukleinsäuren und Typ I IFN einen Effekt auf die glomerulären Epithelzellen haben. (z.B. Podozyten und PECs). Um den Effekt von Nukleinsäuren auf Podozyten und PECs zu erforschen, stimulierten wir diese Zellen mit synthetischen dsDNA-(poly-dAdT) Komplexen mit lipofectamine, um eine virale Infektion zu imitieren. Wir haben herausgefunden, dass dsDNA stetig viele IFN-stimulierte Gene in Podozyten und PECs induziert. Desweitern haben wir herausgefunden, dass dsDNA die PECs Proliferation mindert und die CD24+/CD133+PECs Differenzierung zu ausgereiften Podozyten inhibiert. Um unsere Hypothese, dass deis aufgrund von der Sekretion von IFN-α und IFN-β passiert ist, zu bestätigen, haben wir den Effekt von diesen anitviralen Zytokinen auf PECs- und Podozyten-Homöostase etabliert. Wir haben herausgefunden, dass beide IFNs stetig Podozyten und PECs dazu anregen, stetig mehrere IFN-stimulierte Gene zu exprimieren. Trotzdem hat nur IFN-β das Podozytensterben induziert und die Permeabilität der Podozyten-Monolayer erhöht. In der Adriamycin-induzierter Nephropathie bei SCID Mäusen haben Injektionen mit IFN-α oder IFN-β die Proteinurie, den Makrophagen Influx und die Glomerulosklerose verstärkt. Trotzdem induziert nur IFN-β das mitotische Podozytensterben (katastrophale Mitose), welches zu einer reduzierten Podozytenanzahl führt. Wir haben führt, dass IFN-α einen Zellzyklusarrest in-vivo bei PECs induziert, der zur glomerulären Schädigung führt. Balb/c Mäuse, die Adriamycin gespritzt bekommen haben und täglich mit IFN-α und IFN-β behandelt wurden zeigten einen aggravierten Phänotyp mit vermehrter Proteinurie. Im Gegensatz zu dem, was an Studien in SCID Mausen gezeigt wurde, war der Effekt auf die Proteinurie nach IFN-α Behandlung prominenter bei Balb/c Mäusen, verglichen mit IFN-β. Deshalb haben Typ I IFNs einen deutlichen Effekt auf Podozyten und Parietalzellen. Zusammen fördern die Typ I IFNs die Glomerulosklerose durch verstärkten Untergang der Podozyten sowie durch Unterdrückung ihrer Regeneration aus Vorläuferzellen.

Mit der vorliegenden Studie wurde am Beispiel der diabetischen Nephropathie und der Nephropathie beim Alport-Syndrom die Rolle des Chemokins "macrophage chemoattractant protein-1" (Mcp-1) bei der Progression der chronischen Niereninsuffizienz untersucht, da es die damit assoziierte Rekrutierung von Makrophagen in die Niere vermittelt und in Korrelation zum Erkrankungsstadium verstärkt exprimiert bzw. verstärkt im Urin ausgeschieden wird. Mcp-1-defiziente diabetische Mäuse zeigen zudem eine verlangsamte Progression. Eine therapeutische Blockade von Mcp-1 sollte daher die Infiltration von Makrophagen reduzieren und mit geringerer Nierenschädigung einhergehen. Mcp-1 wurde bei uninephrektomierten db/db-Mäusen mit fortgeschrittener diabetischer Nephropathie und bei Kollagen-IV-a3-defizienten Mäusen mit autosomal-rezessiver Alport-Nephropathie mit einem neuartigen Antagonisten, dem Spiegelmer mNOX-E36-3’PEG blockiert. Bei uninephrektomierten db/db-Mäusen führte die achtwöchige Behandlung mit dem Spiegelmer zu einer Reduktion der glomerulären Makrophagen um 40 % und der tubulointerstitiellen Makrophagen um 53 %. Dies war assoziiert mit einer signifikanten Reduktion glomerulärer und tubulointerstitieller Schäden sowie einer Verbesserung der glomerulären Filtrationsrate (GFR). Daneben konnte die Expression von Mcp-1 und Ccr2 in der Niere signifikant reduziert werden. Bei Kollagen-defizienten Mäusen führte die sechs- bzw. dreiwöchige Behandlung zu einer Reduktion der glomerulären Makrophagen um 50 % und der tubulointerstitiellen Makrophagen um 30 %. Dies war jedoch weder mit einer Reduktion der Nierenschädigung oder der Expression von Mcp-1 und Ccr2, noch mit einer Verlängerung des Überlebens assoziiert. Zusammenfassend konnte gezeigt werden, dass die spät begonnene therapeutische Blockade von Mcp-1 durch das Spiegelmer mNOX-E36-3’PEG bei der db/db-Maus einen Schutz vor Glomerulosklerose bietet, die tubulointerstitielle Schädigung reduziert und die Nierenfunktion verbessert. Die Therapie mit anti-Mcp-1-Spiegelmeren könnte demnach das derzeitige Behandlungsregime der Diabetes-assoziierten chronischen Niereninsuffizienz um einen neuen Therapieansatz ergänzen und so die Progression verlangsamen. Beim Alport-Syndrom konnte die therapeutische Blockade von Mcp-1 durch das Spiegelmer mNOX-E36-3’PEG nicht vor Glomerulosklerose schützen, die tubulointerstitielle Schädigung nicht reduzieren, die Nierenfunktion nicht verbessern und das Überleben nicht verlängern. Ein Einfluss auf die Progression des Alport-Syndroms konnte nicht nachgewiesen werden. Die Therapie mit anti-Mcp-1-Spiegelmeren bietet demnach keine zusätzliche Behandlungsoption bei der hereditären Alport-Nephropathie.

Background. Immigration of leukocytes into inflamed tissue is mediated by CC chemokines. Blockade of the CC chemokine receptor CCR1 was shown to reduce interstitial inflammation and fibrosis in murine obstructive nephropathy. However, it is not known whether CCR1 blockade is protective in progressive renal injury associated with severe proteinuria. This study therefore examines the effect of the small-molecule CCR1 antagonist BX471 in a mur-ine model of adriamycin-induced focal segmental glomerulosclerosis (FSGS) with nephrotic syndrome and progressive interstitial inflammation and fibrosis. Methods. Adriamycin (ADR) nephropathy with persistent proteinuria was induced in male BALB/c mice by two intravenous injections of ADR (13 mg/kg) at day 0 and 14. BX471 treatment was started at day 14 when proteinuria had developed. At 6 weeks, renal histology was studied by morphometry and immunohistochemistry. The expression of chemokines was localised by immunohistochemistry and quantified by RNAse protection assays. The expres-sion of CCR1 in different leukocyte subsets was quantified by PCR. Results. At week 6, ADR-treated mice showed focal segmental glomerular sclerosis, associ-ated with tubulointerstitial injury consisting of tubular dilation and atrophy, interstitial leuko-cyte infiltration and fibrosis. The mRNA expression of CCR1 and CC chemokines, including the CCR1 ligands CCL3/MIP-1 and CCL5/RANTES, was upregulated in diseased kidneys, with a prominent intersitial expression of CCL5/RANTES. The mayor CCR1-expressing cell subset were F4/80-positive macrophages. Compared to vehicle-treated controls BX471 sig-nificantly reduced the amount of macrophages and T lymphocytes in interstitial lesions by 51 % and 22 %, respectively. Markers of renal fibrosis such as interstitial fibroblasts (48 %) and interstitial volume (23 %) were significantly reduced by BX471 treatment. In contrast, the extent of proteinuria and glomerular sclerosis was not affected by BX471 treatment. Conclusion. Blockade of CCR1 substantially reduced interstitial leukocyte accumulation and the subsequent renal fibrosis in a murine model of nephrotic syndrome and FSGS. These find-ings support a role for CCR1 in interstitial leukocyte recruitment and suggest that CCR1 blockade might be a new therapeutic strategy in progressive nephropathies such as FSGS.

Nierenerkrankungen stellen aufgrund ihres häufig chronischen Verlaufs einen langen Leidensweg für den Patienten und einen nicht zu vernachlässigenden Kostenpunkt für das Gesundheitswesen dar. Die Erforschung der Faktoren, die in der Progression von Nierenerkrankungen eine Rolle spielen, ist daher nicht nur von wissenschaftlichem, sondern auch von volkswirtschaftlichem Interesse. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Erstellung eines Tiermodells, in dem die Veränderungen im Zuge der progressiven Glomerulosklerose auf Proteom- und Transkriptomsebene optimal charakterisiert werden können. Dafür wurde die Überexpression von bovinem Wachstumshormon, die reproduzierbar zu einer gut charakterisierten Kaskade von Nierenveränderung führt, in transgenen Mäusen gewählt. Zur Elimination der eventuell störenden genetischen Variabilität wurde das Modell auf dem Inzuchtstamm FVB erstellt, der keine spontanen Nephropathien aufweist. Als Promoter wurde der ubiquitär aktive cβa Promoter gewählt, wodurch zirkulierende GH-Konzentrationen in der Größenordnung von 2-4 µg/ml erreicht wurden. Um die Eignung der neuen transgenen Mauslinie für weitere Analysen zu evaluieren, wurden die auftretenden klinischen, klinisch-chemischen, makroskopisch-pathologischen und histologischen Veränderungen eingehend charakterisiert. Die GH-Überexpression führte zu einem deutlich rascheren Gewichtsanstieg unter Aufhebung des Geschlechtsdimorphismus und zu einer stark verringerten Lebenserwartung. Histologisch zeigten sich in der Niere das erwartete Spektrum renaler Alterationen, das weitgehend den in anderen GH transgenen Mauslinien beobachteten Alterationen gleicht. Anhand der histologischen Befunde und der klinisch chemischen Anzeichen einer Nierenfunktionseinschränkung, kann die progressive Nephrosklerose am ehesten als Todesursache angesehen werden. Zusammenfassend wurde mit der cβa-bGH transgenen Mauslinie zum ersten Mal ein Modell für chronisch progredientes Nierenversagen auf dem Inzuchtstamm FVB etabliert. Aufgrund der genetischen Uniformität und der in dieser Arbeit beschriebenen klinischen und histologischen Veränderungen erscheint dieses neue Modell hervorragend geeignet, um Pathomechanismen des chronischen Nierenversagens mit holistischen Untersuchungsansätzen (Transcriptomics, Proteomics) auf molekularer Ebene zu charakterisieren.