Medizinische Klinik
Innere Medizin IV
Diabetologie, Endokrinologie, Nephrologie

500

Adresse: Otfried-Müller-Straße 10
72076 Tübingen


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Pathophysiologie des nephrotischen Syndroms

Wissenschaftliche Thematik

Die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. med. Ferruh Artunc befasst sich mit der Bedeutung der Ausscheidung von aktiven Proteasen im Urin bei nephrotischem Syndrom, was mit dem Begriff Proteasurie bezeichnet wurde. Aktuelle Daten weisen darauf hin, dass die Proteasurie eine wichtige pathophysiologische Rolle bei der Entstehung typischer Komplikationen des nephrotischen Syndroms wie Natriumretention, Hyperlipidämie, Hyperkoagulabilität und progressive Nierenschädigung spielt. Die Identifikation der daran beteiligten Proteasen könnte den Grundstein für neue therapeutische Ansätze legen, um Patienten mit nephrotischem Syndrom durch gezielte Hemmung der Proteaseaktivität im Urin zu behandelt. Im nephrotischen Mausmodell konnte hierdurch eine komplette Verhinderung der Natriumretention erreicht, ohne dass die Proteinurie quantitativ gesenkt wurde (Bohnert et al. Kidney International 2018)

Arbeitsgruppenleitung

Apl. Prof. Dr. Ferruh Artunc

Facharzt

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Gruppenfoto
Das Team der AG Nierenphysiologie

Modell der Aktivierung des epithelialen Natriumkanals im Rahmen der Proteasurie bei nephrotischem Syndrom

Modell der Aktivierung des epithelialen Natriumkanals im Rahmen der Proteasurie bei nephrotischem Syndrom 

Aprotinin-sensitive Serinproteasen gelangen bei glomerulärer Erkrankung in den Urin (Proteasurie) und können nach eigener Aktivierung den ENaC im distalen Tubulus durch Spaltung an der γ-Untereinheit stimulieren, was zur Natriumretention und Ödementstehung führt. Die Aktivierung des ENaC beim nephrotischen Syndrom wurde durch unsere Arbeitsgruppe in verschiedenen nephrotischen Tiermodellen charakterisiert. Dabei konnten die Ödeme sowohl durch ENaC-Hemmung mittels Amilorid als auch durch Hemmung der Urin-Proteaseaktivität verhindert werden. Die Daten aus Mausmodellen mit genetischer Deletion („knockout“) verschiedener Serinproteasen zeigten, dass die proteolytische ENaC-Aktivierung redundant zu sein scheint und durch mehrere Serinproteasen vollzogen werden kann.

Wissenschaftliche Abbildung
Die Proteasurie als Teil der Proteinurie führt zu einer primären ENaC-Aktivierung im Sinne der Overfill-Theorie und kann bei schwerer Hypoalbuminämie durch einen Underfill überlagert werden. Beide Ansätze münden gemeinsam in einer ENaC-vermittelten renalen Natrium-Retention und Ödemen.

Studie an Patienten mit akutem nephrotischen Syndrom (EUDRACT-Nummer: 2019-002607-18)

AMILOR-Studie an Patienten mit akutem nephrotischen Syndrom (EUDRACT-Nummer: 2019-002607-18)

In der von uns initiierten, randomisierten Interventionsstudie wurde die Effektivität des ENaC-Blockers Amilorid im Vergleich zum Standard Furosemid zur Reduktion von Ödemen beim nephrotischen Syndrom getestet.

Rekrutiert wurden Patienten mit akutem nephrotischem Syndrom und Ödemen. Der primäre Endpunkt war die Abnahme der Überwässerung nach acht Tagen in Prozent des extrazellulären Wassers, gemessen mittels Bioimpedanzspektroskopie (Body-Composition-Monitor, BCM) im Vergleich zum Ausgangswert. Im Studienverlauf wurden je nach Ansprechen Dosisanpassungen bzw. die Hinzunahme von Hydrochlorothiazid durchgeführt.

Die Studiendauer für die teilnehmenden Patienten umfasste nach der Einschlussuntersuchung eine 16-tägige Therapiedauer.

Insgesamt zeigte sich nach acht Tagen kein signifikanter Unterschied in der Abnahme der Überwässerung zwischen der Behandlung mit Amilorid und Furosemid. Die Studie musste aufgrund unzureichender statistischer Power und mangelnder Rekrutierungsmöglichkeiten im Rahmen der Corona-Pandemie vorzeitig beendet werden.

Trotz der eingeschränkten Aussagekraft weist die AMILOR-Studie darauf hin, dass Amilorid eine Alternative zur Ödembehandlung bei nephrotischen Patienten, insbesondere bei solchen mit resistenten Ödemen, darstellen kann. Die AMILOR-Studie deutet auch darauf hin, dass das nephrotische Syndrom beim Menschen zu einer ENaC-Aktivierung führt.

Publikation zur Studie: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/apha.14183

Editorial zur Studie: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/apha.14195

Wissenschaftliche Abbildung Studiendesign

Medienbeiträge

Buchcover Uncovering the Mechanisms Behind Nephrotic Syndrome to Develop Novel Therapeutics

Übersichtsartikel:

Uncovering the Mechanisms Behind Nephrotic Syndrome to Develop Novel Therapeutics

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Doxorubicin-induziertes nephrotisches Syndrom der Maus

Induction of Nephrotic Syndrome in Mice by Retrobulbar Injection of Doxorubicin and Prevention of Volume Retention by Sustained Release Aprotinin

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Übersicht der Projekte der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. med. Ferruh Artunc

Grundlagenforschung:

  • Bedeutung und Rolle der Proteasurie bei nephrotischem Syndrom (Dr. Bernhard Bohnert)

  • Modell der Aktivierung des epithelialen Natriumkanals im Rahmen der Proteasurie bei nephrotischem Syndrom (Dr. Bernhard Bohnert, Daniel Essigke)

  • Erforschung der Rolle von Serinproteasen bei der Entstehung von Ödemen im Rahmen des nephrotischen Syndroms (Dr. Matthias Wörn)

  • Doxorubicin-induziertes nephrotisches Syndrom der Maus

  • Podocin-defizientes nephrotisches Syndrom der Maus

  • Einfluss der Insulinresistenz auf die Induktion einer Proteinurie

Wissenschaftliche Abbildung zum Text
Histologie und Ultrastruktur von Nierengewebe gesunder sowie nephrotischer Nphs2Δipod- und nephrotischer, mit Doxorubicin behandelter 129S1/SvImJ-Mäuse.Lichtmikroskopie (PAS-Färbung): Darstellung von Glomerulosklerose (Pfeil) und tubulären Proteinzylindern (Sternchen) bei nephrotischen Mäusen.Elektronenmikroskopie (EM): Darstellung von Podozytenverlust oder -schädigung (Pfeilspitze) mit Auslöschung der Fußfortsätze bei nephrotischen Mäusen.
Vergleich nephrotischer Merkmale und der ENaC-Aktivierung zwischen nephrotischen Nphs2Δipod-Mäusen und nephrotischen, mit Doxorubicin behandelten 129S1/SvImJ-Mäusen (DIN-Mäuse).(A) Zeitlicher Verlauf der Proteinurie.(B) Plasma-Albumin-Konzentration vor und nach Induktion des nephrotischen Syndroms (NS).(C) Zeitlicher Verlauf der renalen Natriumausscheidung.(D) Natriuretisches Ansprechen auf Amilorid im nephrotischen Zustand im Vergleich zum Zustand vor der Induktion(E) Verlauf des Körpergewichts(F) Amidolytische Aktivität im Urin gegenüber dem chromogenen Substrat S-2251 (Val-Leu-Lys bzw. VLK gekoppelt an das Chromophor p-Nitroanilin)(G) Proteolytische Aktivierung von ENaC, nachgewiesen mittels Western-Blot bei experimentellem NS. Die Expression von vollständig gespaltenem γ-ENaC (50 kDa) war im nephrotischen Stadium sowohl bei DIN- als auch bei Nphs2Δipod-Mäusen hochreguliert und normalisierte sich unter Aprotinin-Behandlung; dies deutet auf eine proteolytische Aktivierung von γ-ENaC durch Serinproteasen im Urin beim experimentellen NS hin.

Klinische Forschung:

  • Unterschiede der Proteasurie in Abhängigkeit von der Grunderkrankung

  • Hämodynamische Parameter bei Patienten mit terminaler Niereninsuffizienz (cand. med. David König)

  • Bedeutung der Erythrozytenapoptose bei renaler Anämie (Dr. Rosi Bissinger, cand. med. Cedric Schmidt)

  • GFR-Messung an Patienten mit Diabetes mellitus und Personen mit Prädiabetes (cand. med. Mareike Neumann)

  • Messung der Natriumbilanz während Hämodialyse mit dem Sodium Management Tool

Zertifikate und Verbände