Bedeutung des alternativen Komplementwegs beim nephrotischen Syndrom

03.05.2021 bis 02.05.2024

Der epitheliale Natriumkanal (ENaC) findet sich in der Niere im spätdistalen aldosteron-sensitiven Tubulus und ist für den Natriumhaushalt von essenzieller Bedeutung. Innerhalb der verschiedenen Regulationsmechanismen ist die Aktivierung nach proteolytische Spaltung durch intra- und extrazelluläre Serinproteasen eine besondere Eigenheit des ENaC. Beim nephrotischen Syndrom kommt es zu einer Natriumretention und Ödementstehung, die auf eine erhöhte ENaC-Aktivität zurückzuführen ist. Dabei spielen aberrant filtrierte Serinproteasen aus dem Plasma eine entscheidende Rolle, indem sie den ENaC durch eine proteolytische Spaltung überaktivieren. Die in vivo Relevanz dieser Proteasurie wurde durch den Antragsteller bei nephrotischen Mäusen gezeigt, die durch die Behandlung mit dem unselektiven Serinproteaseinhibitor Aprotinin vor einer Natriumretention und Ödementstehung geschützt waren. Seit diesem zentralen Befund arbeitet die Arbeitsgruppe des Antragsstellers unter DFG-Förderung (AR 1092/1 und AR 1092/2) daran, die für die proteolytische ENaC-Aktivierung essenzielle(n) Serinprotease(n) aus dem Urin von nephrotischen Patienten und Mäusen zu identifizieren. Mittels eines Proteomansatzes wurden zahlreiche Serinproteasen identifiziert, die in nephrotischen knockout-Mausmodellen auf ihre pathophysiologische Relevanz hin getestet werden. Dabei konnten bislang die Beteiligung der Serinproteasen Urokinase, Plasmin, Plasma-Kallikrein, Gerinnungsfaktor XII, Faktor VII-spaltende Protease sowie Prostasin ausgeschlossen werden. Im nephrotischen Urin wurden darüber hinaus die Serinproteasen Komplementfaktor D und B (CFD/CFB) des alternativen Komplementwegs identifiziert, die eine essenzielle Rolle spielen könnten. Zusätzlich fanden sich Hinweise auf eine Aktivierung des alternativen Komplementwegs in nephrotischen Urinproben von Patienten und Mäusen. Passend zu einer Relevanz des alternativen Komplementwegs stimmt die Schnittstelle von CFD in seinem physiologischen Substrat CFB mit der Schnittstelle in γ-Untereinheit des ENaC überein, die mittels eigenen Substratversuchen ermittelt wurde. In dem beantragten Projekt soll die Rolle des alternativen Komplementwegs bei der Ödementstehung im nephrotischen Syndrom geklärt werden. Dazu werden umfassende biochemische Analysen der Komplementfaktoren und deren Aktivierung im nephrotischen Urin durchgeführt. Die in vivo Relevanz der Ergebnisse soll im nephrotischen Mausmodell mit knockout-Mäusen mit Deletion der essenziellen Bestandteile des alternativen Komplementwegs (CFD, CFB, C3, Properdin) aufgeklärt werden. Die Identifikation des alternativen Komplementwegs als Ursache der proteolytischen ENaC-Aktivierung könnte die Grundlage für einen neuartigen therapeutischen Ansatz beim nephrotischen Syndrom legen.