Die letzte Veröffentlichung der Lancet Series on Renal Medicine befasst sich mit der Erforschung der Nierenregeneration und der Frage, ob und wie sie beim Menschen möglich sein könnte, so wie es bei Fischen der Fall ist. Der Beitrag stammt von Giuseppe Remuzzi, Ariela Benigni und Marina Morigi, Mario Negri Institute for Pharmacological Research, Bergamo, Italien.
Mitglieder sowohl des Pflanzen- als auch des Tierreichs überleben Schäden aufgrund von Regenerationsstrategien, wie z. B. der Erhaltung von Stammzellnischen im Erwachsenenalter oder der Induktion des Stammzellpotenzials in differenzierten Zellen – d. h. Zellen, die sich bereits zu ihrer endgültigen Form und Funktion entwickelt haben. Der Axolotl – ein Salamander aus Mexiko – ist in der Lage, seine Gliedmaßen nach dem Verlust eines Gliedes zu regenerieren. Während der Gliedmaßenregeneration wird das adulte Gewebe des Salamanders in der Nähe der Amputationsebene in eine Zone undifferenzierter Vorläuferzellen* umgewandelt, die Blastema genannt wird und die verschiedenen Gewebe der Gliedmaße neu bildet.
Für die Niere, die eine eingeschränkte intrinsische Regenerationsfähigkeit besitzt, wird nach spezifischen Nierenvorläufer*- oder Stammzellen gesucht. Eine Reihe von Studien deutet darauf hin, dass es diese beiden Zellen geben könnte. Bei den Stammzellen konzentrierten sich die Untersuchungen auf die Identifizierung von Zellen, die Stammzellmarker exprimieren, und auf die Suche nach Zellen in der Niere, die funktionelle Eigenschaften von Stammzellen aufweisen.
Erwachsene Stammzellen, die aus dem Knochenmark stammen, könnten zum Umsatz und zur Regeneration verschiedener Kompartimente der Niere beitragen. Es ist bekannt, dass Zellen aus dem Knochenmark in die Niere einwandern und an der normalen Umwandlung von Tubulusepithelzellen und der Reparatur nach einer akuten Nierenverletzung beteiligt sind.
Die Autoren erklären: „Ein besseres Verständnis der Mechanismen der Nierenreparatur hat die Forscher dazu veranlasst zu klären, ob zusätzliche Zellen, die in eine akut geschädigte Niere injiziert werden, die Reparatur und Regeneration des verletzten Gewebes unterstützen und damit den laufenden natürlichen Heilungsprozess beschleunigen und verstärken könnten. Adulte Stammzellen, die entweder aus dem Knochenmark oder aus der Niere stammen, könnten an der zellulären Reparatur und dem Gewebeumbau nach einer akuten Nierenverletzung beteiligt sein.“
Die Autoren stellen jedoch auch die Frage, ob chronische Nierenschäden – die viele verschiedene Ursachen haben – ebenfalls repariert werden können oder nicht. Sie erörtern die Bedeutung einer medikamentösen Behandlung mit Angiotensin-Converting-Enzym (ACE)-Hemmern und Angiotensin-II-Typ-I-Rezeptorblockern (ARB) bei der Vorbeugung und Rückbildung von Nierenschäden, indem sie den Bluthochdruck innerhalb der Nieren und die Eiweißausscheidung durch die Nieren verringern. Wilmer und Mitarbeiter berichteten, dass eine 8-jährige ACE-Hemmer-Therapie die Nierenfunktion bei sechs Patienten mit Typ-1-Diabetes stabilisierte und dass das nephrotische Syndrom ansonsten das Fortschreiten einer Nierenerkrankung im Endstadium innerhalb von Monaten vorhersagte. Diese und andere Studien deuten darauf hin, dass ACE-Hemmer die Nierenreparatur und -regeneration begünstigen können, d. h., dass sie nicht nur direkte Wirkungen haben, sondern auch Stammzellen in die Lage versetzen, die zugrunde liegenden pathologischen Schäden in der Niere zu reparieren. Trotz dieser positiven Ergebnisse ist eine jahrelange medikamentöse Therapie erforderlich, bevor klinisch spürbare Vorteile für die Nierenfunktion zu verzeichnen sind. Die Autoren schlagen vor, dass eine Strategie darin bestehen könnte, ACE-Hemmer in viel höherer Dosierung als normalerweise zur Blutdruckkontrolle empfohlen, mit einem ARB und einem Diuretikum zu kombinieren. Eine solche Strategie führte bei 112 Patienten dazu, dass nur 2 von 56 Patienten eine Nierenerkrankung im Endstadium entwickelten, verglichen mit 17 von 56 Kontrollpersonen.
Die Autoren schließen: „Studien am Menschen werden das Verständnis der Genetik, die für das Fortschreiten und die Rückbildung der chronischen Nierenerkrankung verantwortlich ist, und der Gene, die mit günstigen Ergebnissen in Verbindung stehen, verbessern. Ein besseres Verständnis der Wirkungsmechanismen bereits verfügbarer Medikamente mit renoprotektiver Wirkung wird den Weg zur Entschlüsselung neuer Wege ebnen, die möglicherweise für die Nierenreparatur relevant sind. Gemeinsam werden die Erkenntnisse aus der Humangenetik und mechanistischen Studien zur Nierenprotektion zur Entwicklung von Molekülen beitragen, die auf Gene abzielen, die für die Pathophysiologie der Regeneration relevant sind, mit dem Ziel der Nierenregeneration anstelle von Dialyse oder Nierentransplantation.“
Giuseppe Remuzzi, Mario Negri Institute for Pharmacological Research, Bergamo, Italien. T) +39-035 319888 E) [email protected]
Ariela Benigni, Mario Negri Institut für pharmakologische Forschung, Bergamo, Italien. T) +39-035-319888 E) [email protected]
Für die vollständige Serie 3, siehe: http://press.thelancet.com/renal3.pdf
Hinweis für die Redaktion: * Adulte Stammzellen oder Vorläuferzellen – kommen in adulten Geweben vor; haben die Fähigkeit zur Klonogenese und Selbsterneuerung und führen zu terminal differenzierten Zellen des Ursprungsgewebes und zu anderen verschiedenen Linien. Für andere Definitionen siehe Seite 1311 des vollständigen Dokuments.