Akutes Nierenversagen: microRNAs als Therapie
Natürlicher Schutzmechanismus der Zellen ist laut Experten der Augusta University verbesserbar
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Neuer Ansatz in der Mitochondrien-Forschung (Foto: Phil Jones, augusta.edu/mcg) |
Augusta (pte015/06.12.2018/10:30) Erstmals haben Forscher des Medical College of Georgia at Augusta University http://augusta.edu/mcg den natürlichen Mechanismus des menschlichen Körpers beschrieben, der bei einer Verletzung oder Krankheit vorübergehend die Kraftwerke der Nierenzellen schützt. Dabei werden diese Zellen nicht mit ausreichend Blut oder Sauerstoff versorgt.
Dem Signalweg auf der Spur
Diese Kraftwerke, also die Mitochondrien, die die Zellen mit Energie versorgen, beginnen wahrscheinlich als einer der ersten Schritte einer Schädigung und eines Absterbens der Nierenzellen zu zerfallen, erläutert Forschungsleiter Zheng Dong. Dem Team ist es gelungen, den natürlichen Signalweg der Schutzfunktion bei Nierenzellen zu beschreiben.
Damit gibt es jetzt einen neuen Ansatzpunkt für die Behandlung eines akuten Nierenversagens. "Wir wissen, dass es einen natürlichen Schutzmechanismus gibt. Vielleicht müssen wir ihn einfach verbessern", so Dong. Medikamente, die zumindest auf einen entscheidenden Teil dieses Signalwegs abzielen, wurden bereits bei Patienten mit Anämie untersucht. Dabei kommt es zu einem Mangel an roten Blutkörperchen, die Sauerstoff transportieren.
microRNA-668 entscheidend
Die Forscher haben in einem ersten Schritt eine große Anzahl von microRNAs untersucht, die dafür bekannt sind, dass sie die Genexpression regulieren. Mit microRNA-668 identifizierten die Forscher ein microRNA, das bei Patienten mit akutem Nierenversagen und bei Tiermodellen dieser Krankheit zum tragen kommt. Davon betroffen sind vor allem Patienten auf der Intensivstation und hier vor allem ältere Personen.
Spaltung und Fusion der Mitochondrien sind die genauen Gegenteile. Eine Balance ist jedoch für ein gesundes Kraftwerk der Zellen von Bedeutung. Sie werden von zwei unterschiedlichen Proteinklassen gesteuert. Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass sie durch microRNAs reguliert werden. Proteine wie 18 KDa oder MTP18 wurden bereits mit der Spaltung in Verbindung gebracht. Zumindest scheint das in Stressphasen der Fall zu sein. Die Forscher haben jetzt nachgewiesen, dass es sich dabei um ein direktes Ziel von microRNA-668 handelt.
Schutzmechanismus erforscht
Der Signalweg verfügt zumindest über einen früheren Aktionspunkt. Dabei handelt es sich um HIF-1, einen Transkriptionsfaktor, der zunimmt, wenn die Sauerstoffwerte abnehmen. Durch die Kontrolle der Genexpression werden die Zellen so bei der Anpassung unterstützt. Es zeigte sich, dass ein akutes ischämisches Nierenversagen zu einer Erzeugung von HIF-1 führt.
Die Folge eines solchen Vorfalls ist eine Vermehrung der microRNA-668, die ihrerseits MTP18 unterdrückt. Das Ergebnis ist ein Schutz der Nierenzellen. Eine entscheidende Erkenntnis ist laut den Forschern das Vorhandensein einer Bindungsstelle für HIF-1 bei einem Gen, das microRNA-668 fördert. Damit einherging auch, dass zu wenig HIF-1 die Expression von microRNA-668 verringert.
Als die Forscher die microRNA-668 einschränkten, starben mehr Nierenzellen ab. Wurde eine Imitation verabreicht, um die Werte zu erhöhen, wurden die Nierenzellen geschützt. Mehr microRNA-668 bedeutete weniger MTP18 und umgekehrt. Laut Dong ist die normale Funktion von MTP18 nicht bekannt. Klar ist nur, was bei Stress geschieht. Dabei wird die Fragmentierung der Mitochondrien ausgelöst.
Die Forscher konnten nachweisen, dass erhöhte Werte von microRNA-668 den Großteil der Schädigung der Zellen verhindern. Damit können die Zellen bis zu einer Wiederherstellung ausreichenden Zufuhr von Blut und Sauerstoff sehr gut funktionieren. Dabei handelt es sich laut Dong um einen vorübergehenden Mechanismus für das Überleben der Zellen. Die Forschungsergebnisse wurden im "Journal of Clinical Investigation" veröffentlicht.
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