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  • Neurodegeneration

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Innere und äußere Epithelbarrieren dienen dem Schutz von Organen und Geweben vor Schädigung durch Endo- und Xenobiotika und somit der Aufrechterhaltung physiologischer Funktionen. Solche Barrieren werden gebildet durch das Endothel als innere Auskleidung der Blutgefäße (Blut-Hirn-Schranke, BHS), die Epithelauskleidung sekretorischer Drüsen, z.B. Brustepithelzellen, das Epithel des proximalen Nierentubulus, des Darms und des Atmungssystems. Sogenannte Tight Junctions - spezialisierte Transmembranproteine, welche Zellen verbinden - aber auch aktive Transportersysteme in den Membranen dieser endothelialen und epithelialen Zellen wirken synergistisch zusammen und bilden so die Schutzfunktion. Allerdings erschwert die Existenz dieser Barrieren auch das gezielte Verabreichen von Medikamenten und damit die Therapie verschiedener Krankheiten.

PROJEKTGEBIET: Blut-Hirn-Schranke (BHS)

Die BHS wird durch die Gefäßendothelzellen der Mikrostrombahn gebildet, welche mit Hilfe ihrer Occludenskontakte den parazellulären Transport hydrophiler und geladenen Substanzen kontrollieren, um das Aufrechterhalten der Homöostase im ZNS zu gewährleisten.

BHS

Die Forschung an der BHS steht in engem Zusammenhang mit dem medizinischen Interesse Barrierefunktionsstörungen therapieren zu können. Solche Störungen können Begleiterscheinungen verschiedener neurologischer Erkrankungen sein und deren Prognose signifikant verschlechtern. Dies kann beispielsweise bei multipler Sklerose (MS) und ischämischer Läsionen unter Bildung eines vasogenen Ödems auftreten, aber auch als Folge von Gehirntumoren  oder anderen Formen von Hirnverletzungen (Hirntrauma) mit anschließender kognitiver Beeinträchtigung sowie bei primären neurodegenerativen Erkrankungen (z.B. Alzheimer’sche Erkrankung). Neurodegenerative Erkrankungen im Kindesalter haben ebenfalls sehr oft ihren Ursprung in einer gestörten Funktion der BHS.

1. Molekular- und Zellbiologie

Ein Forschungsschwerpunkt der AG Förster ist die zell- und entwicklungsspezifische Genregulation an der BHS (neurovaskuläre  Einheit). Unsere Hauptinteressengebiete umfassen Genregulation in der frühen Entwicklung und Differenzierung des Nervensystems durch Kernrezeptoren. Dazu analysieren wir die Barriere- und Transportfunktion der BHS und deren transkriptionelle (Kernrezeptoren), post-transkriptionelle (Mikro-RNA) und post-translationale (Proteasom, intrazelluläre Verteilung) Regulation.

1.1 Regulation der Dichtigkeit der BHS

1.1.1 Kernrezeptoren (NR)

NR sind Hauptregulatoren zellulärer Prozesse: NR haben wichtige Funktionen bei der Regulation von Wachstum und der Differenzierung von Zellen und Geweben. Sie entfalten ihre Wirkung auf Transkriptionsebene durch das Aktivieren und Deaktivieren von zell- und entwicklungsspezifischen Genen. So spielen sie eine vermittelnde Rolle zwischen regulatorischen DNA-Sequenzen im Zellkern und löslichen Signalmolekülen. Endothelzellen stellen mögliche therapeutische Ziele für NR dar. Daher konzentrieren wir uns auf ein umfassendes Verständnis ihrer Rolle in Genexpressionskontrolle in Entwicklung und Erhaltung der Barrierefunktion.

Literatur zu Kernrezeptoren

NR

1.1.2 Regulation der Genexpression durch mikroRNA

Weitere Arbeitsgebiete sind die Genregulation durch nicht-codierende RNA (mikroRNA) in der frühen Entwicklung und Differenzierung des Nervensystems und in Neuropathologien der Entwicklung, des Alterns und in neurodegenerativen Prozessen. MikroRNAs reprimieren die Genexpression durch Translationshemmung und mRNA-Abbau ihrer Ziele.

Es ist inzwischen bekannt, dass eine Vielzahl von mikroRNA in Entwicklungs- und Differenzierungsprozessen reguliert und unter pathologischen Bedingungen -einschließlich ischämischer Hirnschädigung- dereguliert werden. Detaillierte Kenntnisse über die Beteiligung von mikroRNA an Erkrankungen des ZNS unter der Beeinträchtigung der BHS-Funktion können daher neue therapeutische Ziele eröffnen.

Wir untersuchen die Rolle dieser Stress-aktivierten mikroRNA an der BHS und in Neuronen mit Hilfe von in vitro-Modellen für Neuroinflammation, Schlaganfall oder Schädel-Hirn-Verletzung (TBI) und auch an Mäusen mit konditionaler Inaktivierung der korrespondierenden Gen-Loci.

1.2 Regulation der Transportsysteme an der BHS

Transporter an der BHS vermitteln sowohl die Aufnahme von bestimmten Nährstoffen als auch die Abgabe von Stoffwechselabfallprodukten und Toxinen. Darüber hinaus hindern sie eine große Anzahl von therapeutischen Arzneimitteln am Eindringen in das Gehirn. Unsere Gruppe ist speziell an der Rolle des Glukosetransporters GLUT1 und des natriumabhängigen Glucosetransporters (SGLT) in der BHS interessiert.

Diese Transporter haben gezeigt, dass sie unter pathophysiologischen Bedingungen wie Ischämie / Reperfusionsschäden oder der Entwicklung von kognitiven Fehlfunktionen durch Stoffwechselerkrankungen wie Adipositas, metabolisches Syndrom und Typ-2-Diabetes eine entscheidende Rolle spielen.

Literatur zu Regulation der Transportsysteme an der BHS

1.3 Systembiologie der Blutgefäße: Simulation und Analyse von mathematischen Modellen dieser Systeme

Unsere Abteilung Bioinformatik (VirtualScreenLab) unterstützt uns mit der Entwicklung von Methoden im Bereich Network-Biologie und Statistik. Dazu entwickeln unsere Systemtheoretiker mathematische Modelle der Signaltransduktion. Ein besonderer Schwerpunkt wird auf das molecular docking und auf Simulationen der Moleküldynamik verschiedener biologischer Prozesse gelegt, wie Transportproteine des Gehirn und Kohlenstoff-Nanostrukturen. Diese Kombination aus biologischen Experimenten und mathematischer Modellierung wird Systembiologie genannt. Sie ermöglicht uns komplexe Kaskaden der Signaltransduktion zu verstehen und neue Einblicke in krankheitsassoziierte Regulationsprozesse zu gewinnen.

VirtualScreenLab ist spezialisiert auf die Entwicklung und Durchführung von computergestützer Chemie, die für die Wirkstoffforschung an der Blut-Hirn-Schranken-Schnittstelle relevant ist. VirtualScreenLab arbeitet direkt mit der Molekularmodellierung und Zellbiologie oder der Chemie-Abteilung zusammen. Unser virtuelles Drug-Design-Labor widmet sich der Entwicklung und Nutzung neuer computergestützer Technologien für Drug-Design und deren Entdeckung.

Literatur zu Systembiologie der Blutgefäße

2. Neurologische Erkrankungen: die BHS als Zielstruktur für Diagnose und Therapie

Im kombinatorischen Ansatz moderner Methoden der Biochemie, Zellbiologie, Immunologie und der Bioinformatik, versuchen wir die molekularen Mechanismen zu verstehen, welche an einer BHS-Störung bei Humankrankheiten beteiligt sind. Das Team möchte neue Ansatzpunkte für die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen identifizieren, die bei Alterungsprozess, Hirnverletzungen, metabolischen Störungen, aber auch bei Entwicklungsstörungen entstehen. Unser Ziel ist es, das Verständnis vorliegender Regulationsprozesse an der BHS zu vertiefen, um die vielfältigen und komplexen Ebenen ihrer Permeabilitätskontrolle aufzuklären, die für die Homöostase des ZNS und die Prävention der Neurodegeneration verantwortlich sind.

2.1 In vivo- und in vitro-Modelle von Erkrankungen des Menschen

Alle relevanten Tiermodelle  (Maus) sind in unsere Labors etabliert. Diese Modelle sind sehr wichtig für das Testen neuer Medikamente und neuer diagnostischer Ansätze.

Ganztierversuche als Krankheitsmodelle, wie beispielsweise transgene Mäuse, scheitern jedoch oft am Nachahmen menschlicher Bedingungen. Außerdem ist es schwierig, einzelne zelluläre und molekulare Komponenten von Krankheiten zu identifizieren oder diese in Ganztiermodellen unabhängig voneinander zu variieren. Um dieser Herausforderung gerecht zu werden, entwickeln und etablieren wir in vitro-Modelle von menschlichen Krankheiten in unserem Labor.

Literatur zu in vivo- und in vitro-Modelle von Erkrankungen des Menschen

Wir haben verschiedene in vitro-Modelle für BHS-Störungen und Entzündungen (Burek, 2014; Blecharz, 2010), zerebrale Ischämie und Schlaganfall (Kleinschnitz C, 2011; Neuhaus, 2012) sowie Schädel-Hirn-Verletzung (Salvador, 2015; Salvador, 2013; Thal, 2013) mit murinen Hirnendothelzellen etabliert.

Bild 01
Murine immortalized cEND cultures. A phase microscopic image of cEND brain capillary endothelial cells (BECECs), bar = 100µm (Adapted from Förster C et. al., 2005, J Phys 565, no. 2, p. 479)

2.1.1 Modelle der BHS (BHS)

Unsere Arbeitsgruppe verfügt über umfangreiche Erfahrungen und Know-how in Bezug auf das Etablieren von Zellkulturmodellen. Wir haben murine endotheliale Gehirnzelllinien der Großhirnrinde und Kleinhirnrinde (CEND, cerebEND) erzeugt und charakterisiert (Förster C, 2005; Silwedel, 2006).
Diese immortalisierten Zelllinien werden nun in unserem Labor für Untersuchungen verwendet, die sich auf die molekulare Struktur und die Permeabilitätsregulation der BHS konzentrieren. Darüber hinaus fungieren sie auch als in vitro-Pathologie-Modelle" der BHS. Wir haben auch Erfahrung in der Arbeit mit Alveolarepithelzellen der Brust  (Förster et al, 2002; Helguero et al, 2006) und der Lunge (Neuhaus et al., 2012).

Bild 02
Kernlokalisation des Glukokortikoid-Rezeptors in Endothelzellen der Maus

In vitro Pathologie-Modelle der BHS

a) In vitro Modell für Schlaganfall und / oder zerebrale Ischämie

Tight Junction-Proteine (TJ) verschließen die Zellzwischenräume und spielen eine wichtige Rolle bei der Permeabilitätsregulation der BHS. Murine Hirnendothelzellen, die einem Sauerstoff-Glukose-Entzug (OGD) ausgesetzt wurden, stellen ein Modell für Schlaganfall und / oder zerebrale Ischämie dar. Bei ihnen nimmt die Expression der Tight Junction-Proteine Occludin und Claudin-5 sowie des NR Glukokortikoidrezeptor (Bild) ab (Kleinschnitz C, 2011).
Das genannte Modell ist in unserem Labor etabliert, um in vitro Studien zu Schlaganfall und Schädel-Hirn-Trauma zu ermöglichen.

Takotsubo Syndrom

b) Takotsubo Syndrom – Schlaganfall als Komorbidität

Die Erkenntnis, dass bestimmte entzündliche Reize, wie Infektionen - oder vielleicht emotionaler Stress? - vorübergehend das Risiko eines Schlaganfalls über das Risiko durch konventionelle chronische Risikofaktoren hinaus erhöhen, kann wichtige Auswirkungen auf die Prophylaxe eines Schlaganfalls haben. Zunehmende Beweise implizieren zudem Entzündungen als ursächlichen Faktor in der Entwicklung und / oder dem Verlauf dieser Krankheit (Takotsubo Syndrom).
Endotheliale Dysfunktion und Aktivierung sind wahrscheinliche Kandidaten für die Initiierung der Läsionsentwicklung und führen zur Expression von Adhäsionsmolekülen wie VCAM-1 und ICAM-1, die die Rekrutierung von Immunzellen, insbesondere Monozyten-abgeleitete Makrophagen und T-Lymphozyten, fördern. Die Exposition von Blut zu pro-koagulierenden Faktoren (z. B. Gewebefaktor), die aus dem gerissenen Plaque freigesetzt werden, löst Thrombose und einen ischämischen Insult aus.
In einem molekularen Ansatz zur Behandlung der zugrundeliegenden Mechanismen, entwickeln wir einerseits ein in vitro-Modell der Blut-Hirn-Schranke/ des neurovaskulären Systems im Alter von Individuen im Szenario des Takotsubo Syndroms (weiblich gegen männlich, Effektoren von Stress = Entzündungsmarker IL-6, Katecholamine). Wir testen außerdem (gealterte) weibliche vs. männliche Mäuse, in Abwesenheit und Gegenwart von Estradiol, um potenziell schützende und präventive Effekte gegen Schlaganfall als Komorbidität des Takotsubo-Syndroms zu behandeln.

Bild 03
Protein expression of tight junction proteins in cEND cells subjected to stretch.

c) In-vitro-Modell des Schädel-Hirn-Traumas

Das Dehnen von Zellen („cell stretch“) ist eine weitere Methode, die in unserem Labor für in-vitro-Studien von traumatischen Hirnverletzungen  etabliert wurde. Wenn die Zellen dieser Dehnung ausgesetzt sind, nimmt die Expression der Tight Junction-Proteine Occludin und Claudin-5 in cEND-Zellen ebenfalls ab (Salvador et al., 2013).

Bild 04
Sekretorische und Myoepithelzellen der murinen Brustdrüse

2.1.2 Brustdrüse Modell - In-vitro-Modell von sekretorischen Epithelzellen

Basierend auf histologischen Untersuchungen wurde ein Zellkulturmodell entwickelt, um Untersuchung zur Regulation der Genexpression zu ermöglichen. Mit Hilfe der Brustkrebszelllinie HC11 der Maus wurde die Genexpressionsregulation von DAX-1 (dosage-sensitive sex reversal/adrenal hypoplasia congenital critical region on the X chromosome) durch Östrogenrezeptoren während der Epithelzellendifferenzierung untersucht. HC11-Zellen wurden in vitro durch die Manipulation von Wachstumsfaktoren und Hormonbedingungen differenziert (Helguero et al., 2006).

Bild 05
Immunofluorescence microscopy of H441 cell culture supplemented with 100 nM dexamethasone. The nuclei are dyed red with propidium iodide. Claudin-5 is dyed green.

2.1.3 Lungenepithel-Modell - In vitro Transwell-Modell des Alveolarepithels

Unser Labor hat ein in vitro Transwell-Modell des pulmonalen Alveolarepithels basierend auf der menschlichen Zelllinie H441 etabliert. Mit diesem Modell haben wir den Einfluss von konditioniertem Medium, welches aus menschlicher Lungenendothelzelllinie HMEC-ST1.6R entnommen wurde, auf die Barriereeigenschaften der H441-Schichten untersucht (Neuhaus et al., 2012). Wir planen, dieses Modell für unsere Studien der Pathophysiologie des akuten Atemnotsyndroms (ARDS) als Teil unserer Forschung auf Intensivstationen zu verwenden.
Lösliche Faktoren, die aus der Lungenendothelzelllinie gewonnen wurden, erhöhten signifikant die Barriere, was nicht nur durch Werte des transendothelialen elektrischen Widerstands (TEER) und der Fluorescein-Permeabilität auf funktionaler Ebene, sondern auch durch die unterschiedliche Expression von TJ-Proteinen wie Claudin-5 erwiesen wurde. Dies zeigt, dass lösliche Faktoren aus Lungenendothelzellen die Alveolarepithelbarriere in vitro verstärken können und deutet darauf hin, dass Kommunikation zwischen Endothel- und Epithelzellen die Integrität der BHS reguliert (Neuhaus et al., 2012).

2.1.4 Der proximale Nierentubulus:

Zu diesem Zweck verwenden wir kommerziell erhältliche HK-2 Zellen (ATCC) der Passagen 10 und 29. Ein detailliertes Protokoll für die Kultivierung wurde erstellt und an anderer Stelle veröffentlicht.

Literatur zu proximalen Nierentubulus

2.2 Translationale Medizin

2.2.1 Ischämische Hirnverletzungen (Schlaganfall, Schädel-Hirn-Trauma)

Die Folgen von Gehirnverletzungen (Schlaganfall, Schädel-Hirn-Trauma) sind eine Vielzahl verzögerter Sekundärprozesse auf zellulärer und molekularer Ebene, die zu neuronalen Zellverlust beitragen und letztlich zu einer sekundären Expansion der primären Läsion in das umliegende gesunde Gewebe (sekundäre Hirnschaden) führen. Die Bildung eines Hirnödems gilt als einer der schädlichsten Folgen von ischämischer Hirnverletzung, da es zu erhöhtem Hirndruck (ICP) und einer sogenannten Einklemmung führen kann. Veränderungen der BHS-Integrität können die Ödembildung tiefgreifend beeinflussen, wie kürzlich von unserer AG mit dem tMCAO-Modell für Schlaganfall und traumatischen Hirnverletzungen beschrieben wurde. In diesem Bereich entwickeln wir Studien, um aufzuklären, wie sich bei einer ischämischen Hirnverletzung die Integrität der BHS verändert. Dabei ist unser Ziel, die Rolle der BHS beim Prozess der Ödembildung und für das neurologische Outcome zu bestimmen und die therapeutische Wirkung antiödematöser Medikamente zu testen.

2.2.2 Neuroinflammation (Multiple Sklerose)

Eine beeinträchtigte Integrität der BHS ist ein wichtiges Anzeichen für  aktive Multiple Sklerose (MS). Veränderungen der Tight Junction-Proteine im  Gehirnendothel und ihrer Genexpression treten früh während der Neuroinflammation auf, jedoch ist bisher wenig über die zugrundeliegenden Mechanismen bekannt. In diesem Bereich analysieren wir Barriere-beeinträchtigende Auswirkungen von pro-inflammatorischen Zytokinen. Dies dient dem Zweck Biomoleküle zur Barrierestabilisierung zu identifizieren.

Literatur zu Neuroinflammation (Multiple Sklerose)

2.2.3 Alzheimer’sche Erkrankungen (AD)

AD ist eine primäre neurodegenerative Erkrankung, bei deren Pathogenese Entzündung und Dysfunktion der neurovaskulären Einheit/ BHS eine entscheidende Rolle spielen: primär in der Neuropathologie der AD ist die Akkumulation des Amyloid ß (Aß) Proteins in Form von sog. Plaques im Gehirn. Diese Plaques werden immer in räumlicher Nähe zu den Kapillaren des Gehirns gefunden, was eine Änderung der BHS-Integrität als Initialfaktor für die Plaquebildung nahelegt. Entzündung in AD ist die beobachtete Konsequenz der Aß-Akkumulation, welches in reaktiver Gliose resultiert. Die Dysfunktion der BHS, die unsere Arbeitsgruppe für das fortschreitende Krankheitsbild der AD untersucht, ist eine mögliche Anomalie im Transport von Aß. Eine alternative Hypothese, die wir bearbeiten, zentriert sich um die Frage, ob eine erhöhte Permeabilität der BHS durch die Entzündungsreaktion zu einem verstärkten Influx von neurotoxischen Substanzen führ (z.B. autoimmune IgG), was zur Potenzierung der Aß-Plaquebildung führt. Ein weiterer Fokus liegt bei der Aufklärung der Frage, in wieweit gestörter Glukosetransport zum Fortschreiten der Demenz bei AD beiträgt. (Jais et al., 2016)

2.2.4 Neurodegenerative Erkrankung in Entwicklung und Kindesalter

Maternale Entzündungsprozesse können zu einer Frühgeburt des Fötus und einer lebenslang erhöhten Anfälligkeit für neuronale Folgekrankheiten führen. Bestimmte perinatale Behandlungen bei Risiken einer Frühgeburt (beispielsweise die Verabreichung von Glukokortikoiden) reduziert die Morbidität und Mortalität von Frühgeborenen durch Beschleunigung der Reifung des Lungengewebes, die zwar eine ausreichende Atemleistung ermöglichen, jedoch mit zahlreichen Komplikationen verbunden sind. Klinische Studien und Tierstudien haben gezeigt, dass einige der Behandlung-Regimes langfristig zu negativen Auswirkungen auf die Entwicklung des Gehirns und zur Neurodegeneration im Entwicklungsursprung führen. Daher haben wir ein Mausmodell etabliert, welches die Entwicklung des Gehirns bei Frühgeborenen imitiert, um die Wirkung von pränatalen maternalen Entzündungsprozessen und / oder bestimmten perinatalen Behandlungsschemata zu untersuchen sowie die Auswirkungen auf die Differenzierung der Gehirngefäße im Vergleich zum BHS-Phänotyp mit Schwerpunkt auf molekularer Marker-Analyse zu analysieren.

Literatur zu Neurodegenerative Literatur zu Erkrankung in Entwicklung und Kindesalter

2.2.5 Stoffwechselstörungen

Wir analysieren, wie entzündliche Signalwege Veränderungen im Glukosetransport der BHS auslösen, welche später zu zellulären Reaktion führen  - einschließlich Gliose, Veränderungen in Hirnblutgefäßen sowie der BHS-Integrität und letztlich neurologischer Sekundärschäden. Dafür untersuchen wir die Auswirkung von Überernährung (Jais et al., 2016) oder von diabetischen Folgeerkrankungen auf BHS-Glukosetransport und -integrität.

2.2.6 Krebserkrankungen: Entwicklung von Östrogenrezeptor-beta-selektiven Therapien zur Vorbeugung und Behandlung von Hirnmetastasen bei Brustkrebs

Brustkrebs, das bösartige Geschwür der weiblichen Brust, ist die häufigste Krebstodesursache bei Frauen in der westlichen Welt. In Deutschland erkranken jährlich etwa 46.000 Frauen an Brustkrebs. Darauf entfallen rund 17.000 Todesfälle pro Jahr. Brustkrebs ist verantwortlich für 26% aller neuen Krebsfälle und 18% aller Todesfälle durch Krebs bei Frauen.

Brustkrebs ist die zweithäufigste Krebserkrankung, die zu Hirnmetastasen führt. Wie bei neuroinflammatorischen Störungen führen solche Metastasen zu einer Entzündungsreaktion, die die Integrität der BHS stören kann und Krebszelleinwanderung ins Hirnparenchym begünstigt. In diesem Forschungsprojekt ist unsere Arbeitsgruppe auf der Suche nach einer pharmakologischen Modulation der BHS durch Östrogen zur Erhöhung ihrer Dichtigkeit und dadurch der Prävention von Hirnmetastasen in den späten Stadien des Brustkrebs (Kaiser et al., in Vorbereitung).

PROJEKTGEBIET: Das Alveolarepithel der Lunge

Die Blut-Luft-Schranke der Lunge besteht aus dem Alveolarepithelium, dem gefäßauskleidenden Kapillarendothelium, ihrer Basalmembran und dem Raum zwischen den Zellschichten. Um die Wechselwirkungen zwischen den benachbarten Zelltypen zu untersuchen, entwickelten wir ein in vitro-Modell der Blut-Luft-Schranke, welches auf der menschlichen Alveolarepithel-Zelllinie H441 und auf konditioniertem Medium aus der menschlichen Lungenendothel-Zelllinie HMEC-ST1.6R basiert. Dieses Modell ist sehr gut geeignet, um das Zusammenspiel zwischen epithelialen und endothelialen Kompartimenten der Blut-Luft-Schranke zu untersuchen und Störungsmechanismen der pulmonalen epithelialen Barriere infolge von hypoxischem Stress zu charakterisieren. Hyperoxie tritt auf, wenn Gewebe und Organe einer Überversorgung von Sauerstoff (O2) oder einem Sauerstoffpartialdruck, der höher als der Normalwert ist, ausgesetzt sind, z.B. bei künstlicher Beatmung. Künstliche Beatmung ist ein übliche Behandlung von akuter Lungenverletzung und eine Hauptursache für die Entwicklung des Atemnotsyndroms (ARDS).

Literatur zum Alveolarepithel der Lunge

Bild 06
The kidney proximal tubulus

PROJEKTGEBIET: Der proximale Tubulus der Niere

1. Die Wirkung von Kolloidlösungen auf die Zellen der proximalen Nierentubuli in vitro

Nierenversagen ist eine häufige Komplikation bei schwer kranken und Intensiv-Patienten. Kolloide, wie Hydroxyethylstärke (HES), Gelatine oder Albumin werden regelmäßig für die intravaskuläre Volumenstabilisierung verwendet, aber ihr Einsatz wird zunehmend durch Berichte über mögliche nephrotoxische Nebenwirkungen dieser synthetischen Kolloiden bei septischen Patienten in Frage gestellt, da sie zu akutem Nierenversagen (AKI) führen können.
Um die zugrundeliegenden molekularen Mechanismen und Entzündungs- Signalkaskaden im Falle dieser nephrotoxischen Wirkungen genauer untersuchen zu können, haben wir ein in vitro-Modell etabliert, für welches die menschliche proximalen Nierentubulus-Zelllinie HK-2 verwendet wird.

Literatur zu proximalen Nierentubulus

2. Hirnödem und urämisch-neurologische Symptome bei Patienten mit Nierenversagen - die Rolle des Glukosetransports an der BHS

Eine chronische Nierenerkrankung ist ein gängiger Risikofaktor für kardiovaskuläre und zerebrovaskuläre Erkrankungen.

Ischämisches akutes Nierenversagen (iAKI) ist ein häufiges Ereignis während Organtransplantationen und kann auch bei schweren Operationen auftreten. Patienten mit einer Nierenerkrankung zeigen oft Multiorgan-Störungen, die teilweise durch eine Verbindung zwischen der Niere und den anderen Organen und Geweben ausgelöst werden. Eine bekannte wechselseitige Beeinflussung tritt zwischen der Niere und dem Gehirn auf, wie häufige neurologische Symptome, zerebrovaskuläre Erkrankungen, kognitive Beeinträchtigung, Hirnödem und Neuropathie während des natürlichen Verlaufs der chronischen Nierenerkrankung. Wir untersuchen, wie Gehirn und Niere während einer akuten Nierenschädigung kommunizieren, indem wir mechanistische Einblicke in die Ischämie-induzierten Veränderungen auf der Ebene der BHS beschreiben. Hierfür erstellten wir ein zusammengesetztes in vitro-Modell für Ischämie und Reperfusion bei AKI mit Hilfe der proximalen Tubulus-Zelllinie HK-2 und den Hirnendothelzellen cEND.
UKW Abt. Nephrologie

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