Lösliche Komponenten aus dem Serum von Ratten mit chronischer Niereninsuffizienz inhibieren die Angiogenese nicht

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2022-01-24
Issue Year
2022
Authors
Ebert, Nadja
Editor
Abstract

Die chronische Nierenerkrankung (chronic kidney disease, kurz CKD) stellt nicht nur aufgrund der stetig steigenden Prävalenz und der schlechten Prognose der Patienten eine große Herausforderung für das Gesundheitssystem dar. Die Diagnose erfolgt meist erst im fortgeschrittenen Stadium, wobei bereits irreversible Schädigungen der Nephrone sowie kardiovaskuläre Begleiterkrankungen (v.a. linksventrikuläre Hypertrophie, LVH) auftreten, die oft zum plötzlichen Herztod führen. Auch nach jahrelanger Forschung ist der genaue Mechanismus nicht bekannt, wie die endotheliale Dysfunktion und die Kapillarrarefizierung bei Niereninsuffizienz auf molekularer Ebene zwischen löslichen Faktoren und verschiedenen Zelltypen vermittelt werden. Es wurde mehrfach postuliert, dass lösliche Serumkomponenten niereninsuffizienter Patienten die Endothelzellfunktion und die Kapillarisierung negativ beeinflussen. In unserem Modell der subtotalen Nephrektomie (SNx) lag verglichen mit scheinoperierten (Sham) Kontrolltieren eine fortgeschrittene Niereninsuffizienz mit einhergehender Kapillarrarefizierung in Herz und Niere sowie einer ausgeprägten LVH vor. Erhöhte Konzentrationen des fibroblast growth factor 23 (FGF23) konnten im Serum der SNx-Tiere sowie auf mRNA-Ebene in Niere und Herz gezeigt werden, wobei FGF23 in der Literatur mit zunehmender LVH assoziiert ist. Die vascular endothelial growth factor-Konzentration im SNx-Serum hingegen lag, verglichen mit den Kontrolltieren, etwas höher. Das Serum der SNx-Tiere zeigte trotzdem keinen negativen Einfluss auf den Wundverschluss von Endothelzellen im Scratch-Assay. Auch im Chick Chorioallantoic Membrane Assay und dem Aortenscheibenassay konnten wir keine Unterschiede in der Endothelzellfunktion feststellen. Zudem wurde durch Zugabe von SNx-Serum keine vermehrte Hypertrophie in isolierten Kardiomyozyten ausgelöst. Auch der Überstand von mit Serum behandelten Makrophagen, die eine große Rolle bei der defektiven Angiogenese und der Entzündung bei Niereninsuffizienz spielen, brachte weder im Wundverschluss noch bei der Behandlung von Kardiomyozyten Unterschiede im Vergleich zur Sham-Kohorte hervor. Auf Grundlage einer Mikroarray Analyse nach Hinterlaufischämie wurden Metallothionein 1a (MT1a) und Chemokine (C-C motif) ligand 7 (CCL7) im ischämischen Hinterlauf der SNx-Tiere, verglichen mit Sham-Tieren, weniger stark hochreguliert. Im SNx-Modell wurden auf Proteinebene in der Niere zu allen Zeitpunkten eine erhöhte MT1a- und CCL7-Expression gefunden. Auf mRNA-Ebene war MT1a in der Niere der SNx-Tiere nicht differenziell reguliert, im Herzen lag 8 Wochen nach SNx eine transient erhöhte Expression vor. CCL7 war in der Niere stets signifikant hochreguliert und im Herzen lag, verglichen mit den Kontrolltieren, zumindest eine tendenziell höhere Expression vor. Dies bestätigte die protektive Rolle von MT1a in vitro und bestärkte die Vermutung, dass CCL7 im Laufe der Nierenerkrankung vermehrt zur endothelialen Dysfunktion beiträgt. Letztlich konnte in der vorliegenden Arbeit kein direkter, negativer Einfluss von Serum niereninsuffizienter Tiere auf die Proliferation und Migration von Endothelzellen bestätigt werden. Die komplexen Zusammenhänge zwischen den Organsystemen Niere und Herz lassen sich schwer in vitro abbilden und Kombinationen von löslichen und zellulären Komponenten müssen getestet werden, um tiefere Einblicke in die gestörte Angiogenese bei CKD zu erhalten.

DOI
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