Molekulare Mechanismen der renalen Fibrose: Analyse der pathophysiologischen Rolle von Platelet-Derived-Growth-Factor-C (PDGF-C)
Final Report Abstract
Terminale Nierenversagen stellen ein zunehmendes medizinisches und erhebliches ökonomisches Problem dar. In der Regel existieren für progrediente Nierenericrankungen keine kausalen Therapieoptionen, so dass sich vor allem deren gemeinsame Endstrecke, die renale tubulointerstitielle Fibrose, für therapeutische Interventionen anbietet. Basierend auf einer Reihe von deskriptiven Vorbefunden und Pilotstudien sollte in diesem Projekt die Hypothese geprüft werden, dass Platelet-Derived-Growth-Factor-C (PDGF-C), ein jüngst entdecktes Mitglied der PDGF-Familie, eine bedeutsame Rolle in der Pathogenese der renalen tubulointerstitiellen Fibrose spielt und sich damit in besonderem Maße für therapeutische Interventionen eignet. Diese Hypothese wurde durch drei experimentelle Ansätze geprüft: 1) Untersuchung der PDGF-CC Expression in Tiermodellen der renalen tubulointersfitiellen Fibrose, 2) in vitro Analyse der profibrotischen Wirkung von PDGF-CC in Nierenfibroblasten im Vergleich zu PDGF-AA, dem zweiten hochaffinen Liganden des PDGF aa-Rezeptors, 3) in vivo Antagonismus von PDGF-CC in der experimentellen renalen Fibrose durch Einsatz antagonistischer, PDGF-CC spezifischer Antikörper. Im ersten Abschnitt konnten wir demonstrieren, dass PDGF-CC in der gesunden Mausniere konstitutiv von vaskulären glatten Gefäßmuskelzellen kleiner Arterien und von einzelnen tubulären Zellen exprimiert wird. In der fibrofischen Mausniere (UUO-Modell) wurde zusätzlich eine induzierte PDGF-CC-Expression durch tubulointerstitiell einwandernde Makrophagen festgestellt. Ebenfalls in das Tubulointerstifium einwandernde T-Zellen zeigten dagegen keine PDGF-CCExpression. Untersuchungen in einem Modell der sekundären renalen Fibrose in der Ratte (5/6- Nephrektomie) zeigten ein vergleichbares Expressionsmuster. Ergebnisse mit einem klinisch relevanten Kombinationsmodell der sekundären renalen Fibrose in der Ratte (5/6-Nephrektomie & PHN) deuten darauf hin, dass es durch hohe Proteinurie nicht zu einer weiteren Steigerung der PDGF-CC-Expression kommt. Unsere in v/fro-Analysen in NRK49F-Nierenfibroblasten haben gezeigt, dass PDGF-AA und - CC in renalen Fibroblasten ähnliche Signalwege induzieren. PDGF-CC erwies sich im Vergleich zu PDGF-AA jedoch als deutlich potenterer Faktor (Proliferation, Aktivierung des JAK/STAT-Weges). Die Profeom/cs-Analysen zeigen, dass es Unterschiede im Protein-Expressionsmuster gibt, die derzeit noch analysiert werden. Eine mögliche Erklärung für die beobachteten Unterschiede ist die zusätzliche Affinität von PDGF-CC zum heterodimeren PDGFR-aß. Im dritten großen Abschnitt unseres Projektes konnten wir erstmals in einem in Wvo-Modell demonstrieren, dass durch Einsatz eines neutralisierenden, spezifischen anti-PDGF-CCAnfikörpers ein signifikanter therapeufischer und antifibrofischer Effekt erzielt werden kann. Die Behandlung mit dem Antikörper resultierte dabei im UUO-Nierenfibrose-Modell in der Maus in einer signifikanten Reduktion der renalen Sirius-Rot-Färbung (Darstellung des Gesamtkollagens), einer verminderten renalen Expression von Kollagen Typ I und IV, der Fibronektin- sowie der a/p/7a-smoo//j-musc/e-acf/n-Expression. In nachfolgenden Studien soll geklärt werden, ob genetische PDGF-CC-Defizienz in klinisch relevanten Modellen vor Nierenfibrose schützt. Außerdem ist die Entwicklung neuer präklinischer tools zur Antagonisierung von PDGF-CC geplant.
Publications
- Boor P, Konieczny A. Villa L, Schult AL, Bücher E, Rong S, Kunter U, Van Roeyen CRC, Polakowski T, Hawlisch H, Hillebrandt S, Lammert F, Eitner F, Floege J, and Ostendorf T (2007): Complement C5 mediates experimental tubulointerstitial fibrosis. J Am Soc Nephrol 18: 1508- 1515.
- Boor P, Sebekova K, Ostendorf T, Floege J (2007): Treatment targets in renal fibrosis. Nephrol Dial Transplant 22: 3391-3407.
- Eitner F, Bücher E, Van Roeyen C, Kunter U, Rong S, Seikrit C, Villa L, Boor P, Fredriksson L, Bäckström G, Eriksson U, östman A, Floege J, and Ostendorf T (2008): PDGF-C is a proinflammatory cytokine that mediates renal interstitial fibrosis. J Am Soc Nephrol 19: 281-289.
- Eitner F, Bücher E, Van Roeyen CRC, Kunter U, Rong S, Eriksson U, Ostman A, Floege J, Ostendorf T (2006): PDGF-CC ist ein potentes pro-inflammatorisches Zytokin in der Entwicklung der Nierenfibrose in Mäusen. Nieren- und Hochdruckkrankheiten 35 (9), Deutsche Nephrologentagung 2006
- Eitner F, Bücher E, van Roeyen CRC, Kunter U, Rong S, Eriksson U, Ostman A, Floege J, Ostendorf T: PDGF-CC acts as a potent pro-inflammatory cytokine in the development of renal fibrosis in mice. J Am Soc Nephrol 2005, 16: 31A, Kongress der American Society of Nephrology 2005
- Eitner F, Floege J (2005): Therapeutic targets for prevention and regression of progressive fibrosing renal diseases. Curr Opin Investig Drugs 6: 255-261.
- Floege J, Eitner F, Alpers CE (2008): A new look at platelet-derived growth factor in renal disease. J Am Soc Nephrol 19; 12-23.
- Ostendorf T, Boor P, Konieczny A, Schult AL, Bücher E, Rong S, Kunter U, van Roeyen CRC, Hillebrandt S, Lammert F, Eitner F, Floege J: Complement C5 contributes to experimental tubulointerstitial renal fibrosis. J Am Soc Nephrol 2005, 16: 428A, Kongress der American Society of Nephrology 2005
