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Diese Immunzellen erneuern sich nach einer akuten Nierenverletzung

Eine neue Studie an Mäusen zeigt, dass sich einige Immunzellen in den Nieren nach einer akuten Nierenverletzung "erneuern" und einen Entwicklungszustand erreichen, der dem bei Neugeborenen ähnlich ist. Die Ergebnisse können dazu beitragen, Therapien zu entwickeln, die es den Nieren ermöglichen, nach einer Verletzung zu heilen.


Wissenschaftler haben herausgefunden, dass sich Makrophagen in den Nieren umprogrammieren, um einen früheren Entwicklungszustand zu erreichen.

Eine akute Nierenschädigung (AKI) beschreibt einen plötzlichen Verlust der Nierenfunktion und betrifft in der Regel Personen, die bereits im Krankenhaus sind.

AKI tritt in der Regel als Folge einer anderen Krankheit oder Medizin auf, obwohl die Erkrankung auch gesunde Menschen betreffen kann.

Schätzungen zeigen, dass etwa "zwei Drittel der kritisch kranken Patienten" eine AKI entwickeln, was das Todesrisiko auf über 60 Prozent erhöht.

Darüber hinaus nimmt die Inzidenz von AKI zu. Nach Angaben der National Institutes of Health (NIH) ist die Rate der AKI-Fälle, die eine Dialyse benötigen, in den letzten zehn Jahren jedes Jahr um 10 Prozent gestiegen. Die Zahl der durch AKI verursachten Todesfälle hat sich ebenfalls verdoppelt, berichtet der NIH-Bericht.

Die Notwendigkeit wirksamerer AKI-Behandlungen ist daher dringend, und neue Forschungen bringen uns der Entwicklung solcher Therapien näher.

Bei AKI kann Nierengewebe nicht heilen, was zu Nierenfunktionsstörungen führt. Wissenschaftler der University of Alabama in Birmingham (UAB) suchen jedoch nach neuen Wegen, um die Heilung zu fördern.

Dr. Anupam Agarwal, Direktor der Abteilung für Nephrologie in der medizinischen Abteilung der UAB, zusammen mit Dr. James George, Professor an der chirurgischen Abteilung der UAB, leitete die neue Studie. Es wurde in der Zeitschrift veröffentlicht JCI Insight.

Das Forschungsteam fand heraus, dass Immunzellen, die als Makrophagen bezeichnet werden, während der AKI in einen Entwicklungszustand zurückkehren. Diese Zellen könnten verwendet werden, um die Heilung von Nierengewebe voranzutreiben.

Wie Makrophagen nach AKI umprogrammieren

Um die Arten von Zellen zu untersuchen, die in geschädigten Nieren zu finden sind, verwendeten die Forscher ein Verfahren namens Parabiosis - in dem sie das Herz-Kreislauf-System zweier Organismen, in diesem Fall zweier Mäuse, zusammenfügen.

Das Team tat dies, um zu bestimmen, ob die Makrophagen, die sie nach dem AKI in den Nieren fanden, darauf zurückzuführen waren, dass andere Zellen als Reaktion auf Schäden in die Nieren eingedrungen waren, oder ob sie von "nierenresistenten Makrophagen" stammten, die sich erneuerten.

Die Wissenschaftler traten vier Wochen lang in das Kreislaufsystem der Nagetiere ein und lösten in einer der Mäuse AKI aus, indem sie "bilaterale Ischämie / Reperfusion" auslösten.

Die Immunzellen der Nagetiere hatten unterschiedliche Marker, so dass die Forscher die Zellen nachverfolgen konnten, die nach AKI in die Nieren eingedrungen waren.

Dr. Agarwal und das Team beobachteten, dass die eindringenden Zellen zu den in den Nieren lebenden Makrophagen in den Nieren nach der AKI nur sehr wenig beitrugen.

"Die Erneuerungsquelle nierenresistenter Makrophagen nach AKI ist daher vorwiegend in situ Erneuerung, im Gegensatz zur Infiltration von Makrophagenvorläufern aus dem Blut", schließen die Autoren, die auch einige der Mechanismen erklären, die die Ergebnisse erklären könnten.

Nierewohnende Makrophagen, stellen die Forscher fest, "machen eine transkriptionelle Neuprogrammierung hin zu einem Entwicklungszustand nach einer Verletzung durch." Diese Umprogrammierung führt zur Expression eines Genprofils, das dem von nierenbewohnenden Makrophagen in 7 Tage alten Mäusen ähnlich ist.

Die Immunzellen hatten auch ein höheres Wnt-Signal. Forscher verstehen diesen Weg als Schlüssel für die Entwicklung der Nieren bei Mäusen und Menschen.

Auswirkungen auf neue AKI-Therapien

In Bezug auf die Ergebnisse kommentiert Jeremie M. Lever, einer der ersten Autoren der Studie, "die Biologie der Makrophagen hat einen entscheidenden Punkt erreicht."

"Viele grundlegende wissenschaftliche Forschungsstudien haben die Bedeutung von gewebebehafteten Makrophagen für die Heilung nach Verletzungen angedeutet, aber die Entwicklung von Therapien, die diese fördern, befindet sich noch in einem frühen Stadium", fährt er fort.

"Um diese Zellen erfolgreich für zeitgemäße translatorische Interventionen einsetzen zu können, müssen wir ... den Ursprung der Gewebe, auf die Gewebe abzielen und die Infiltration betreffen, genau angeben", erklärt Lever.

Co-Erstautor Dr. Travis D. Hull, Ph.D., sagt: "Diese Arbeit zeigt, dass Makrophagen mit Gewebebewohner die gleiche Plastizität besitzen wie andere immunologische Zelltypen."

"Darüber hinaus ist diese Fähigkeit zur Umprogrammierung zu einem frühen ontologischen Phänotyp ein möglicher Weg für eine therapeutische Intervention, wenn die zellulären Signale und Mechanismen dieser Umprogrammierung vollständig aufgeklärt werden können."

Dr. Travis D. Hull, Ph.D.

"Dies ist eine aufregende Entwicklung auf dem Gebiet von AKI", sagt Hull und fügt hinzu, dass es "auch ein therapeutisches Ziel in Bereichen wie der Transplantation darstellen kann, wo die Bedeutung der Makrophagenbiologie weniger gut verstanden wird."

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