Die Rolle von Carnosinase-1 und die zugrunde liegende Mechanismen im Verlauf von chronischen Nierenerkrankungen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Sigrid Hoffmann, Ph.D.; Professor Dr. Benito Antonio Yard
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392039634

Carnosin ist ein in Säugetieren natürlich vorkommendes Dipeptid, das als rezeptfreies Nahrungsergänzungsmittel erhältlich ist. Eine Reihe von klinischen Studien belegen die positiven Auswirkungen durch Carnosin im Bereich der Physiologie, Psychologie und Psychiatrie sowie in der Anwendung für prä-diabetische übergewichtige Probanden. Obwohl bereits diverse Wirkmechanismen von Carnosin auf diabetische Folgeerkrankungen, wie z.B. das Senken von schwachen chronischen Entzündungen, oxidativem Stress sowie von Endprodukten aus Glykation bzw. Lipidperoxidation (advanced glycation and lipidoxidation endproducts, AGE und ALE) diskutiert wurden, ist die Rolle von Carnosinase-1 (CN-1) in der Entwicklung und dem Verlauf chronischer Nierenerkrankungen (chronic kidney disease, CKD) dagegen noch nicht vollkommen geklärt. Basierend auf Daten aus Querschnittuntersuchungen mit Typ 2 Diabetespatienten, die erniedrigte Carnosinspiegel im Muskel zeigen, stellen wir in diesem Kooperationsprojekt die Hypothese auf, dass eine erhöhte CN-1 Expression im Nierengewebe die renalen HCD-Speicher (histidine containing dipeptides, HCD) leert und somit die Anfälligkeit für Hyperglykämie-vermittelte Schäden in der Niere erhöht. Die positiven Auswirkungen einer Carnosinsupplementierung im Diabetesmodell werden dabei den Gewebs-protektiven Eigenschaften zugeschrieben sowie zum Teil den Tendenzen, die Hyperglykämie zu senken, was das wiederum zur Reduktion der Hyperfiltration führt. Die Basalspiegel von CN-1 im Serum und im Urin sind genetisch durch die Anzahl der (CTG) Wiederholungen und möglicherweise durch Einzelnukleotidpolymorphismen (single nucleotide polymorphisms, SNP) im carnosine dipeptidase 1 (CNDP1-)Gen festgelegt. So können erhöhte CN-1 Spiegel im Urin von CKD-Patienten mit normaler Albuminausscheidung eine erhöhte CN-1 Expression in der Niere widerspiegeln und damit als früher Biomarker für Patienten mit erhöhtem Risiko für eine Verschlechterung der Nierenfunktion dienen. Mit Hilfe von Tiermodellen wollen wir untersuchen, ob der positive Effekt von Carnosin über ein tubuloglomäruläres Feedback vermittelt wird und ob Carnosin auch in einem nicht-diabetischen Glomerulosklerose-Modell schützende Wirkung zeigt. Diese tierexperimentellen Arbeiten werden durch klinische Querschnittsuntersuchungen zur Beziehung zwischen Carnosinasurie, CNDP1-Genotyp und Verlauf der CKD in diabetischen und nicht-diabetischen Patienten ergänzt. Darüber hinaus werden in in vitro Experimenten mit renalen Zellen die Auswirkungen einer CNDP-1 Überexpression evaluiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Yonggui Wu