Mechanistische Charakterisierung der Pathogenese von Glomerulonephritiden mithilfe der bildgebenden Massenzytometrie (Imaging Mass Cytometry)

• Antragstellerin: Dr. Marlene Weiss
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 434349493

ANCA-assoziierte Vaskulitis und Lupusnephritis sind sich in der Niere manifestierende Autoimmunerkrankungen mit inflammatorischer Komponente, die durch eine hohe Morbidität, Mortalität und Rezidivwahrscheinlichkeit gekennzeichnet sind. Die Diagnosesicherung und Indikationsstellung für eine bestimmte Therapie beruhen hauptsächlich auf der histopathologischen Untersuchung von Nierenbiopsaten. Zur Verfügung stehende Therapieregime für beide Krankheitsbilder beinhalten glucocorticoidhaltige und cytotoxische Medikamenten im Sinne einer unspezifischen Immunsuppression. Diese ist für viele sekundäre Komplikationen wie die Entstehung von Diabetes mellitus, Atherosklerose, Infektionen oder sekundären Malignomen mitverantwortlich. Das Ziel des vorgestellten Projektes ist eine genauere Charakterisierung der Krankheitsbilder durch quantitative Analyse der der morphologischen, immunologischen und Aktivitätsmarker im Glomerulus und Nierenparenchym. Hierdurch sollen spezifische pathogenetische Signalwege identifiziert werden, um gezieltere Therapiemöglichkeiten herauszuarbeiten.Mithilfe der "Imaging Mass Cytometry" (IMC) können an formalinfixierten, Paraffin-eingebetteten Präparaten (FFPE) gleichzeitig bis zu 44 verschiedene zelluläre, immunologische und Schädigungsmarker analysiert werden. Dies geschieht durch Laserdetektion der an die entsprechenden Antikörper gebundenen Schwermetalle. Der Erhalt der räumlichen Orientierung hilft bei der Darstellung von Zell-Zell-Interaktionen und parakrinen Signalwegen. Die resultierenden digitalen Daten ermöglichen im Vergleich zu anderen bildgebenden Techniken eine akkurate Quantifizierung der verschiedenen Marker. Die Technik wurde von verschiedenen Forschungsgruppen weltweit benutzt, um eine Charakterisierung von gesundem und geschädigtem Gewebe, u.a. Pankreas- und Tumorgewebe, vorzunehmen. In meinem gastgebenden Labor wurden kürzlich ein Antikörperpanel und eine Analysepipeline erstellt, um gesundes Nierengewebe mithilfe von IMC zu phänotypisieren.Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werde ich zunächst zusätzliche Antikörper mit Metallionen konjugieren und validieren sowie passende Gewebepräparate nach Durchsicht der jeweiligen Krankenakte und des Pathologieberichtes auswählen. Nach Erstellen des endgültigen Antikörperpanels werden die Präparate mittels IMC untersucht. Anschließend erfolgt die Datenauswertung mit Hilfe des entwickelten Analysealgorithmus, der maschinelles Lernen beinhaltet. Die jeweiligen Ergebnisse sollen mit klinischen Daten korreliert und mit gesundem Nierengewebe sowie auch untereinander verglichen werden. Ein Vergleich der ANCA-Vaskulitis mit den proliferativen Klassen der Lupusnephritis geschieht mit dem Ziel, Unterschiede der inflammatorischen und immunologischen Pathogenese zu detektieren und die quantitative Bedeutung einzelner Signalwege herauszuarbeiten. Dies ist unabdingbar, um individuellere und nebenwirkungsärmere Therapiekonzepte im Sinne von Präzisionsmedizin zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor Dr. Lloyd Cantley