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Diabetes: Körpereigenes Protein schützt die Nieren vor Zuckerschäden

Nr. 21 / 2013 18.02.2013
Protein C vermindert die Bildung von Zellgiften in der Niere / Bei Diabetikern ist der natürliche Schutzmechanismus blockiert, Nierenversagen kann die Folge sein / Schutzprotein stoppte im Tiermodell Nierenschäden / Wissenschaftler aus Heidelberg und Magdeburg veröffentlichen in renommierter Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences USA“ (PNAS)



Nierenkörperchen diabetischer Mäuse unter dem Mikroskop: Schäden durch Sauerstoffradikale sind grün markiert. Das linke Bild zeigt ein Nierenkörperchen, in dem Protein C nicht gebildet wird. Zum Vergleich: Rechts ist die Reaktionskette, die zur Anreicherung der Radikale führt, künstlich unterbrochen; es treten keine Nierenschäden auf. Quelle: PNAS

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Rund 40 Prozent aller Diabetiker entwickeln nach mehr als 20-jähriger Krankheitsdauer schwere Nierenschäden, die mit der Zeit zum Nierenversagen führen. Wissenschaftler der Universitätskliniken Heidelberg und Magdeburg haben nun entdeckt, dass ein körpereigenes Protein im Tierversuch das Fortschreiten der Nierenerkrankung verlangsamt und sogar stoppt. Das Team klärte zudem die molekularen Details dieser Schutzwirkung auf: Indem das Protein die Erbinformation der Nierenzellen an bestimmten Stellen chemisch verändert, unterbricht es eine Reaktionskette, die zur Anreicherung von Zellgiften, sogenannten Sauerstoff-Radikalen, führen würde. Entstehen weniger Radikale, bleiben die Nierenzellen länger gesund. Bei Diabetikern ist dieser Mechanismus nur eingeschränkt aktiv. Mit Hilfe der Ergebnisse, die jetzt online in den „Proceedings of the National Academy of Sciences USA“ (PNAS) erschienen sind, könnte der Signalweg in Zukunft therapeutisch genutzt werden.

Bei einer Zuckererkrankung (Diabetes mellitus) leiden besonders die Nieren: Der hohe Zuckergehalt des Blutes schädigt die Nierenzellen, die das Blut filtern (Podozyten), die Niere vernarbt, büßt allmählich ihre Funktionsfähigkeit ein und versagt schließlich ganz. Diese sogenannte Diabetische Nephropathie ist derzeit die häufigste Ursache für endgültiges Nierenversagen. Diabetiker machen knapp die Hälfte aller dialysepflichtigen Patienten in Deutschland aus. Bisher gibt es keine Therapien, um die chronische Erkrankung zu stoppen oder zu heilen. Allerdings können Ärzte durch genaues Einstellen des Blutzuckers, Stoffwechsels und Blutdrucks das Voranschreiten häufig hinauszögern.


Protein C wirkt nachhaltig über Veränderungen an der Erbinformation

Vorarbeiten einer Heidelberger Arbeitsgruppe um Professor Dr. Nawroth, Direktor der Abteilung für Innere Medizin I und Klinische Chemie am Universitätsklinikum Heidelberg, und Professor Dr. Berend Isermann, jetzt Direktor des Instituts für Klinische Chemie am Universitätsklinikum Magdeburg, hatten 2007 im Tierversuch gezeigt, dass bei Diabetes ein bestimmtes Signalprotein, das so genannte Aktivierte Protein C (aPC), in den Nieren nicht ausreichend gebildet wird. In Folge sterben die Nierenzellen ab. Nun nahm das Team die Schutzwirkung des Proteins genauer unter die Lupe. 

Die Forscher entdeckten, dass bei Mäusen ohne Protein C die Nephropathie deutlich schneller voranschreitet als bei Mäusen mit Schutzprotein. Der Grund: Protein C verhindert, dass in den Nierenzellen ein Eiweiß namens p66shc gebildet wird, das bei erhöhtem Blutzuckerspiegel aktiv ist und bei der Entstehung von schädlichen Sauerstoff-Radikalen eine Schlüsselrolle spielt. Dazu setzt aPC eine Reaktionskette in Gang und sorgt dafür, dass der genetische Bauplan für p66shc in der Erbinformation unzugänglich verpackt und damit blockiert wird. 


Schutzprotein lindert im Tierversuch bereits vorhandene Nierenschäden

Dass bei Diabetikern weniger aPC entsteht als bei Gesunden, liegt vermutlich an den bei Diabetes häufig auftretenden Gefäßschäden: Sie schwächen das Signal zur aPC-Bildung. „Die schützende Wirkung des Protein C ist bei Diabetikern wahrscheinlich nicht voll ausgeschöpft“, sagt Fabian Bock, Erstautor der Studie und Doktorand der Medizinischen Fakultät Heidelberg. Die Wissenschaftler spritzten erkrankten Mäusen daher zusätzliches aPC. Mit Erfolg: Die Nephropathie schritt nicht weiter fort. Als Medikament eignet sich aPC in dieser Form trotzdem nicht: Das Protein, bis 2011 für die Therapie schwerer Entzündungsreaktionen (Sepsis) zugelassen, kann starke Nebenwirkungen verursachen. „Unsere Ergebnisse beweisen aber, dass dieser Reaktionsweg sich als Ansatzpunkt neuer Therapien eigenen könnte“, so Bock.



Literatur:
Opens external link in new windowActivated protein C ameliorates diabetic nephropathy by epigenetically inhibiting the redox enzyme p66Shc. Bock, Shahzad et al: PNAS 2012 doi: 10.1073/pnas.1218667110


Internet:
Opens internal link in current windowAbteilung Innere Medizin I und Klinische Chemie




Kontakt:
Professor Dr. Peter Nawroth
Ärztlicher Direktor der Abteilung Innere Medizin I und Klinische Chemie,
Medizinische Universitätsklinik Heidelberg
Tel.: 06221 / 56 86 01 (Sekr.)
E-Mail: Opens window for sending emailpeter.nawroth@med.uni-heidelberg.de

Fabian Bock
Universitätsklinikum Magdeburg
Institut für Klinische Chemie und Pathobiochemie
Tel. 0391 / 67 21023
E.Mail: Opens window for sending emailfabian.bock@med.ovgu.de

 

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