Aminosäuren lassen Niere wachsen

Augusta – Forscher des Medical College of Georgia könnten die Ursache für die Nierenhypertrophie gefunden haben, die bei einseitig nephrektomierten Patienten auftritt. Die Arbeitsgruppe um Jian-Kang Chen, die ihre Ergebnisse im Journal of Clinical Investigation veröffentlichte, geht davon aus, dass ein Überangebot von Aminosäuren hierfür verantwortlich ist (doi:10.1172/JCI78945).

Patienten, die aufgrund von Tumoren, Traumata oder zur Organspende nephrektomiert werden, sind besonders darauf angewiesen, die Funktion der verbliebenen Niere zu erhalten. Um die Funktion der verlorenen Niere auszugleichen, findet zum einen eine kompensatorische Hyperfiltration des Blutes statt und zum zweiten vergrößert sich die verbliebene Niere und die in ihr enthaltenen Nephrone. Besonders letzteres kann jedoch, trotz der physiologischen Notwendigkeit, kritisch für den langfristigen Funktionserhalt der Niere sein. Bei einer Reihe von Nierenerkrankungen tritt diese ungünstige Hypertrophie ebenfalls auf.

Der molekulare Aktivierungsweg dieser Hypertrophie war bisher unbekannt. Chens Arbeitsgruppe berichtete bereits zuvor, dass mTOR, ein phosphorylierendes Protein, welches in die Proliferation und Differenzierung aller Körperzellen eingreift, im Zuge der Hypertrophie aktiviert wird. Der konkrete Weg blieb jedoch ungeklärt.

Die Forscher untersuchten die Aktivierungswege von mTOR am Mausmodell. Über Knockout-Mäuse, stellten die Wissenschaftler fest, dass die Phosphatase PTEN und der Epidermal Growth Factor Receptor (EGFR) als Gegenspieler den mTOR-Weg regulieren. Über diese beiden Proteine hinaus schien es jedoch weitere Signalwege zu geben, die die kompensatorische Hypertrophie beeinflussen. Auch Mäuse bei denen beide Proteine ausgeschaltet waren, zeigten nach einseitiger Nephrektomie eine Hypertrophie der verbliebenen Niere.

Über in vivo und in vitro Versuche stellte die Arbeitsgruppe schließlich fest, dass der Signalweg von mTOR durch das Aminosäureangebot in der Niere aktiviert wurde. Die einseitige Nephrektomie erhöhte durch die kompensatorische Hyperfiltration das Aminosäureangebot in der verbliebenen Niere und löste so das verstärkte Wachstum aus.

Der Einblick in den Aktivierungsweg des Nierenwachstums könnte künftig auch klinische Relevanz haben. Wenn es gelänge, den Signalweg zu blockieren, der die Hypertrophie verursacht, könnten Ärzte das maladaptive Wachstum, wie es bei einer Reihe von Nierenerkrankungen auftritt, unterbinden.

hil