Untersuchungen zur Rolle von Transportproteinen für die Elimination von Urämietoxinen beim fortschreitenden Nierenversagen

• Antragsteller: Professor Dr. Jörg König
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie ; Pharmakologie ; Zellbiologie
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279869257

Durch das Ansteigen urämischer Toxine im Blut aufgrund nachlassender Filtrationsraten der Nieren im Rahmen eines chronischen Nierenversagens kommt es zu vielfältigen klinischen Symptomen (z.B. arterielle Hypertonie). Da die Konzentrationen solcher Toxine trotz einer Dialyse im Rahmen einer Therapie des fortschreitenden Nierenversagens weiter ansteigen, wäre eine Verbesserung der transportervermittelten tubulären Sekretion solcher Toxine wünschenswert. Bisher ist aber nur unzureichend untersucht, welche Transportmechanismen in proximalen Tubuluszellen den Export solcher Urämietoxine aus dem Blut in den Urin vermitteln. An diesem Punkt setzt dieses Forschungsvorhaben an. Basierend auf einer Arbeit von Toyohara und Kollegen, die in tierexperimentellen Studien eine Beteiligung des Aufnahmetransporters OATP4C1 am Transport verschiedener urämischer Toxine nachweisen konnten, soll in vier Teilprojekten die transportervermittelte Sekretion von Urämietoxinen in vitro untersucht sowie die Regulation des OATP4C1-Proteins und der am Export beteiligten Transporter analysiert werden. Mit Hilfe bereits etablierter, einzeltransfizierter Zellmodelle mit der rekombinanten Überexpression des OATP4C1-Proteins sollen zunächst Urämietoxine als Transportmodulatoren und Substrate dieses Aufnahmetransporters charakterisiert werden. Verschiedene Urämietoxine sowie deren Metabolite stehen aus einer Kooperation für dieses Projekt zur Verfügung. Anschließend sollen mit Hilfe doppeltransfizierter Zellmodelle die an der Sekretion beteiligten Exportpumpen identifiziert und funktionell analysiert werden. Im Fokus hierbei stehen die Exportpumpen P-glykoprotein, MRP2, MRP4 und BCRP, alle lokalisiert in der apikalen Membran proximaler Tubuluszellen und aufgrund ihres Substratspektrums möglicherweise am Transport von Toxinen aus den Zellen in den Urin beteiligt. In einem weiteren Teilprojekt soll dann ein möglicher regulatorischer Effekt der Urämietoxine auf die Expression der Transporter untersucht werden. Dazu werden murine (werden auf Kooperationsbasis zur Verfügung gestellt) und humane proximale Tubuluszellen verwendet, welche mit unterschiedlichen Toxinen behandelt werden. Anschließend wird die Expression (mRNA und Protein) der Transportproteine analysiert um zu untersuchen, ob und in welchem Ausmaß diese Transporter auf unterschiedliche Konzentrationen urämischer Toxine reagieren. Weiterhin soll die Expression der Transporter bei verschiedenen, chronisch verlaufenden Nierenerkrankungen quantitativ gemessen werden um erstmals nachzuweisen, wie sich solche Krankheitsverläufe auf die Expression der Transporter auswirken. Ziel dieses Forschungsvorhabens wird es sein, erstmals den Vorgang der transportervermittelten Sekretion urämischer Toxine sowie die Regulation der an dieser Sekretion beteiligten Transporter molekular zu charakterisieren um somit einen Zugang zu einer möglichen Behandlung der Folgen einer chronischen Niereninsuffizienz zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen