Verstecktes Darmmolekül zerstört die Nieren

Ein Molekül, das von Bakterien im Darm gebildet wird, kann sich auf den Weg zu den Nieren machen, wo es eine Kettenreaktion aus Entzündung, Vernarbung und Fibrose auslöst – eine schwerwiegende Komplikation von Diabetes und eine der Hauptursachen für Nierenversagen –, wie eine neue Studie von Forschern der University of Illinois Urbana-Champaign und der Mie University in Japan zeigt.

Wie Corisin die Nieren schädigt

Nachdem die Forscher hohe Konzentrationen von Corisin – einem kleinen Peptid, das von Staphylococcus-Bakterien im Darm produziert wird – im Blut von Patienten mit diabetischer Nierenfibrose gefunden hatten, verwendeten sie Computersimulationen sowie Gewebe- und Mausversuche, um zu verfolgen, wie Corisin die Nieren beeinflusst, wie es vom Darm dorthin gelangt, und wie man dem möglicherweise mit einer Antikörperbehandlung entgegenwirken kann.

„Unsere früheren Studien haben gezeigt, dass Corisin Zellen schädigen und die Vernarbung und Fibrose von Gewebe in anderen Organen verschlimmern kann. Daher vermuteten wir, dass es ein versteckter Auslöser für Nierenfibrose sein könnte“, sagte Isaac Cann, Professor für Tierwissenschaften in Illinois, der die Studie gemeinsam mit Dr. Esteban Gabazza, Professor für Immunologie an der Mie-Universität, leitete. Cann und Gabazza sind Mitglieder des Carl R. Woese Institute for Genomic Biology in Illinois. „Unsere neuen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Corisin tatsächlich ein versteckter Auslöser für fortschreitende Nierenschäden bei Diabetes ist, und dass seine Blockierung einen neuen Weg zum Schutz der Nierengesundheit von Patienten bieten könnte.“

„Diabetische Nierenfibrose ist weltweit eine der Hauptursachen für Nierenversagen, doch die Hauptursachen dafür sind nach wie vor ungeklärt, und es gibt keine Behandlung, die diesen Prozess aufhalten kann,“ sagte Dr. Taro Yasuma von der Mie-Universität, Arzt und Erstautor der Veröffentlichung. Viele Menschen mit langjährigem Diabetes entwickeln irgendwann eine Nierenfibrose, und sobald diese fortgeschritten ist, gibt es außer Dialyse oder Nierentransplantation nur noch begrenzte Behandlungsmöglichkeiten. Die derzeitigen Behandlungen konzentrieren sich hauptsächlich auf die Kontrolle des Blutzuckers und des Blutdrucks, aber es gibt keine Heilung, die die Vernarbung oder den fibrotischen Prozess stoppt oder umkehrt.

Antikörper können diesen Prozess erheblich verlangsamen

Die Forscher begannen mit der Untersuchung des Blutes und Urins von Patienten mit diabetischer Nierenerkrankung. Sie fanden heraus, dass die Patienten deutlich mehr Corisin hatten als ihre gesunden Altersgenossen, und dass die Menge an Corisin im Blut mit dem Ausmaß der Nierenschädigung korrelierte. Als sie die gleichen Ergebnisse bei Mäusen mit Nierenfibrose sahen, verfolgten die Forscher, was Corisin in den Nieren der Mäuse bewirkte. Sie fanden heraus, dass Corisin die Alterung der Nierenzellen beschleunigt und eine Kettenreaktion auslöst, die von Entzündungen über Zelltod bis hin zur Bildung von Narbengewebe führt, und schließlich zum Verlust der Nierenfunktion und einer Verschlimmerung der Fibrose beiträgt.

Aber wie gelangte Corisin vom Darm in die Nieren? Die Gruppen von Cann und Gabazza arbeiteten mit der Gruppe von Diwakar Shukla, Professor für Chemie- und Biomolekulartechnik an der Universität von Illinois, zusammen, um Computersimulationen und Laborexperimente durchzuführen und den Weg von Corisin vom Darm in den Blutkreislauf zu verfolgen. Sie fanden heraus, dass Corisin sich an Albumin, eines der häufigsten Proteine im Blut, binden und über den Blutkreislauf transportieren kann. Wenn es die Nieren erreicht, löst sich Corisin vom Albumin und greift die empfindlichen Strukturen an, die Blut und Urin filtern. Um zu bestätigen, dass Corisin der Hauptverursacher der Nierenschäden war, verabreichten die Forscher den Mäusen Antikörper gegen Corisin. Sie stellten eine dramatische Verlangsamung der Nierenschädigung fest.

Eine sichere Anwendung beim Menschen

„Als wir die Mäuse mit einem Antikörper behandelten, der Corisin neutralisiert, verlangsamte sich die Alterung der Nierenzellen und die Vernarbung der Nieren ging deutlich zurück“, sagte Gabazza, der auch außerordentlicher Professor für Tierwissenschaften in Illinois ist. „Zwar ist derzeit noch kein solcher Antikörper für die Anwendung beim Menschen zugelassen, aber unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass er zu einer neuen Behandlungsmethode weiterentwickelt werden könnte.“

Als Nächstes planen die Forscher, Anticorisin-Behandlungen in fortgeschritteneren Tiermodellen, wie z. B. Schweinen, zu testen, um zu untersuchen, wie sie für eine sichere Anwendung beim Menschen angepasst werden könnten. Die Universität von Illinois und die Mie-Universität haben eine gemeinsame Erfindungsmeldung zu Corisin-Antikörpern eingereicht. Ihre Arbeit deutet darauf hin, dass die Blockierung von Corisin, entweder mit Antikörpern oder anderen gezielten Therapien, die Vernarbung der Nieren bei Diabetes verlangsamen oder verhindern und somit die Lebensqualität der Patienten verbessern könnte.