Nierenepithelzellen als Biomarker für Schädigung und Regeneration bei akuter Nierenfunktionseinschränkung

• Antragsteller: Professor Dr. Christian Hinze; Dr. Jan Klocke
• Fachliche Zuordnung: Nephrologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 561833001

Die akute Nierenschädigung (AKI, acute kidney injury) ist eine schwerwiegende medizinische Komplikation, die häufig bei hospitalisierten Patienten auftritt. Es stellt eine erhebliche Belastung sowohl für die einzelnen Patienten als auch für das Gesundheitssystem dar, wobei die AKI-assoziierten Kosten die der meisten Krebsdiagnosen übersteigen. Trotz der schwerwiegenden Auswirkungen auf wichtige Endpunkte wie erhöhte Patientensterblichkeit und die erheblichen wirtschaftlichen Folgen, bleiben die Behandlungsoptionen für AKI größtenteils auf supportive Therapien beschränkt. Der Mangel an gezielten Therapien ist vor allem auf ein unzureichendes Verständnis der Pathophysiologie von AKI zurückzuführen. Die jüngsten Fortschritte in der hochauflösenden Transkriptomik bieten jedoch Hoffnung auf ein tieferes molekulares Verständnis und die Entwicklung gezielter AKI-Behandlungen. Unser Team und andere Forscher haben mittels Einzelzell-Transkriptomik in AKI-geschädigtem Nierengewebe spezifische AKI-assoziierte Zellpopulationen identifiziert. Diese Populationen umfassen geschädigte Epithelzellen, die nicht nur im Nierengewebe, sondern auch im Urin von Patienten nachgewiesen werden können. Unter diesen geschädigten Zellen gibt es eine Untergruppe, die sich durch besonders starke Schädigung auszeichnet. Diese Zellen zeigen Merkmale des epithelial-mesenchymalen Übergangs (EMT) und weisen ein pro-fibrotisches und pro-inflammatorisches Genexpressionsprofil auf, das Leukozyten und Fibroblasten an die Schadensstellen zieht und sich auf benachbarte gesunde tubuläre Epithelzellen auswirkt. Aufgrund ihrer Persistenz tragen diese EMT TECs (EMT tubular epitehlial cells) zu fortschreitendem Nierenschaden und zur Entwicklung von Organfibrose bei. Basierend auf unseren umfangreichen vorläufigen Daten wollen wir EMT TECs sowohl als AKI-Biomarker als auch als therapeutische Ziele nutzen. Als Biomarker stellen diese Zellen irreversiblen Nierenschaden dar, wobei ihre Präsenz und Menge das Ausmaß der Schädigung widerspiegeln. Diese Zellen können aus dem Urin von Patienten isoliert und quantifiziert werden. Als therapeutisches Ziel streben wir an, die schädliche Kommunikation zwischen diesen EMT TECs und dem gesunden Nierenepithel zu unterbrechen, wobei wir uns zunächst auf CD44-Signalwege konzentrieren, die in unseren bisherigen Daten identifiziert wurden. Zusammenfassend bieten Techniken der hochauflösenden Transkriptomik eine Chance, das Feld der AKI-Forschung erheblich voranzubringen. Die Analyse von urinabgeleiteten EMT TECs stellt einen modernen und vielversprechenden Ansatz dar, um das Ausmaß von AKI zu bewerten und neue therapeutische Strategien zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen