Rolle von Serinproteasen bei der Ödementstehung

19.04.2017 bis 01.07.2020

Serinproteasen sind eine große Klasse von Endopeptidasen, zu denen unter anderem Verdauungsenzyme und viele Gerinnungsfaktoren gehören. In der Niere sind sie an der Regulation des epithelialen Natrium-Kanals ENaC im distalen Tubulus beteiligt und spielen eine wichtige Rolle in der Regulation des Natrium-Haushalts. 2009 wurde beschrieben, dass die unphysiologische Freisetzung der Serinprotease Plasmin im Rahmen einer Proteinurie zur Aktivierung des ENaC durch Proteolyse der y-Untereinheit führen und somit für die Ödementstehung verantwortlich sein könnte. Dabei wird Plasminogen durch die geschädigten Glomeruli in das Tubuluslumen filtriert und durch die dort exprimierte Urokinase zu aktivem Plasmin umgesetzt. Die proteolytische Aktivierung des ENaC durch Plasmin ist ein neu entdeckter Mechanismus, der erklären könnte, warum proteinurische Nierenerkrankungen in so hohem Maße zu Ödemen und Bluthochdruck führen und mit einer hohen Morbidität und Mortalität dieser Patienten assoziiert sind. Nach vorläufigen Daten des Antragsstellers wurde neben Plasmin die Serinprotease Plasma-Kallikrein im Urin von proteinurischen Patienten identifiziert. Zusammen mit der Urokinase ist Plasma-Kallikrein in der Lage, Plasmin aus Plasminogen freizusetzen. Eigene Daten zeigen, dass die Behandlung von nephrotischen Mäusen mit dem Breit-Spektrum Serinprotease-Hemmstoff Aprotinin die Ödementstehung komplett hemmt. Die Daten legen den Schluss nahe, dass im Rahmen einer Proteinurie eine Kaskade von verschiedenen Serinproteasen im Nierentubulus aktiv ist, deren genaue Identität nicht ausreichend bekannt ist. In dem vorliegenden Antrag soll die Rolle von Serinproteasen bei Proteinurie erforscht werden, um die Beteiligung bei der Natriumretention zu verstehen und neuartige therapeutische Ansätze zu entwickeln. Dabei sollen zum einen die für die Ödementstehung verantwortlichen Serinproteasen mittels eines proteomischen Ansatzes identifiziert werden, um mögliche Zielproteine einer spezifischen therapeutischen Intervention abzuleiten. In einem tierexperimentellen Ansatz soll die pathophysiologische Relevanz der bis dato mit Proteinurie assoziierten Serinproteasen Urokinase, Plasmin und Plasma-Kallikrein in proteinurischen murinen Knockout-Modellen geklärt werden. Schließlich soll ein diagnostischer ELISA-Test entwickelt werden, um das durch Plasmin aus dem ENaC geschnittene Fragment im Urin nachzuweisen und damit Patienten mit einer proteolytischen ENaC-Aktivierung zu identifizieren.