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Funktionelle Untersuchung podozytärer Proteine des Nierenfilters in Drosophila melanogaster für Fragestellungen zum Nephrotischen Syndrom (2020)

Art

Hochschulschrift

Autor

Trachte, Philipp (WE 4)

Quelle

Berlin, 2020 — XIII, 155 Seiten

Verweise

URL (Volltext): https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/27709

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Abstract / Zusammenfassung

Das Nephrotische Syndrom (NS) ist ein glomerulären Erkrankungen der Niere zugrunde liegender Symptomenkomplex, dessen treibende Kraft das Kardinalsymptom der Proteinurie ist. Definiert als erhöhter Verlust von Eiweißen über den Urin, stellt die Proteinurie das Resultat gesteigerter Permeabilität durch Schädigung des Glomerulus dar. Negative, die Ätiologie umfassende Einflüsse auf die Feinstrukturen des Nierenfilters sind komplex und teilweise nicht vollständig geklärt. Resultierende Erkrankungen sind eine der Hauptursachen für die Entstehung chronischer Nierenerkrankungen. Die Intaktheit des Nierenfilters wird durch die Integrität des Podozyten und der Schlitzmembran sowie das dazwischenliegende engmaschige Signalnetzwerk bestimmt. Eine physiologische Funktionsweise vorausgesetzt, sorgen molekulare Bestandteile für Urin, der nur in geringen Mengen Proteine enthält und somit für das Verhindern der Ausbildung proteinurischer Nierenerkrankungen. Über die statische Filtrationsarbeit hinaus, kommt der Schlitzmembran eine fundamentale dynamische Schlüsselrolle zu, die Signaltransduktionswege zur Kommunikation mit dem Podozyten beinhaltet. Einwandfrei funktionierende Zellprozesse innerhalb des Podozyten, der als postmitotischer Zelltyp in Bezug auf seine Regenerationsfähigkeit deutlich eingeschränkt ist, gewährleisten wiederum die Intaktheit der Schlitzmembran. Kommt es zu molekularen Unstimmigkeiten, sind Pathologien in Form von Instabilität bis hin zum Verlust dieser Komponenten des Nierenfilters die Konsequenz. In der vorliegenden Arbeit wurden podozytäre Proteine des Nierenfilters im Modellorganismus Drosophila melanogaster untersucht und zu Fragestellungen zum Nephrotischen Syndrom genutzt. Mit ITM2B, MERTK und NPR3 und deren Proteinen wurden potentielle Schlitzmembran-Interaktoren beleuchtet. Die Genprodukte von FERMT2, BECN1 und VASN dienten der Untersuchung potentieller Interaktoren biologischer Zellprozesse des Podozyten. Eingeleitet wurde die Arbeit durch bioinformatische Analysen. Nach adäquater Homologfindung erfolgte die Anwendung des Albuminaufnahme-Experiments zur Untersuchung der Beeinflussung des Knockdowns (KD) auf die Filtrationsleistung, die für alle Gene stark reduziert war. Es reihten sich deutlich reduzierte Immunfluoreszenzfärbungen gegen das Drosophila Schlitzmembranmolekül Kirre sowie zellmorphologisch veränderte rasterelektronenmikroskopische Aufnahmen des Podozyten-ähnlichen Nephrozyten ein. Mittels Immunfluoreszenzfärbungen sowie TEM-Aufnahmen konnte bewiesen werden, dass die Filterbarrieren nach KD aller Gene verändert sind. Zur Beurteilung eines weiteren Organsystems erfolgte die Rasterelektronenmikroskopie des Facettenauges der Fliege. Milde Augenphänotypen, ausgenommen für NPR3, konnten die Bedeutung konservierter Interaktionen unterstreichen. Mit Erfüllung der Zielsetzung wurden innovative Interaktoren der Schlitzmembran sowie der Zellprozesse des Podozyten im Drosophila-Modell aufgedeckt, deren Herunterregulierungen negative Effekte auf Funktionsweise und Morphologie der Filterbarriere nach sich zogen. Basierend auf diesen Befunden eröffnet sich die Möglichkeit für weiterführende Experimente, die das Ziel beinhalten, spezifische Therapieansätzen für Patienten mit Nephrotischen Syndrom zu entwickeln.