Untersuchungen zur Rolle von Platelet-Derived Growth Factor (PDGF)-C in einem Modell des akuten Nierenversagens, der renalen Ischämie, Reperfusion

Paffenholz, Pia Valerie; Flöge, Jürgen

doi:5092

Untersuchungen zur Rolle von Platelet-Derived Growth Factor (PDGF)-C in einem Modell des akuten Nierenversagens, der renalen Ischämie, Reperfusion = Analysis of the role of Platelet-Derived Growth Factor (PDGF)-C in a model of acute kidney injury, the renal ischemia/reperfusion

Paffenholz, Pia Valerie (Author)

2014

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Pia Valerie Paffenholz

ImpressumAachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University 2014

Umfang125 S. : Ill., graph. Darst.

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2014

Genehmigende Fakultät
Fak10

Hauptberichter/Gutachter
Flöge, Jürgen (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2014-06-23

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-opus-50922
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/444980/files/5092.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Innere Medizin (mit dem Schwerpunkt Nephrologie und Immunologie) (531020-2)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Platelet-derived Growth Factor (Genormte SW) ; Medizin (frei) ; PDGF (frei) ; ischemia/reperfusion (frei) ; acute kidney injury (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 610

Kurzfassung
Trotz vieler Fortschritte bei der Erforschung der Ursachen und Faktoren des akuten Nierenversagens bleibt dieses ein großes medizinisches und ökonomisches Problem. Insbesondere die hohe Mortalitätsrate nach akutem Nierenversagen konnte in den letzten vier Dekaden kaum reduziert werden. In unserer Studie zur möglicherweise protektiven Rolle von PDGF-C im Modell der murinen Ischämie/Reperfusion (IR) verglichen wir den Krankheitsverlauf zwischen PDGF-C+/+- und PDGF-C-/--Mäusen über einen Zeitraum von drei Wochen. Alle vier PDGF-Isoformen wurden spätestens ab Tag 5 renal überexprimiert, dabei zeigte PDGF-C mit einer über den kompletten Beobachtungszeitraum konstanten mRNA-Überexpression um den Faktor 2 im Vergleich zu kontrollbehandelten Tieren eine eher gemäßigte Zunahme. Für die einzelnen PDGF-Isoformen und PDGF-Rezeptoren konnte zu allen drei Zeitpunkten nach IR kein signifikanter Unterschied hinsichtlich renaler mRNA-Expression zwischen PDGF-C+/+- und PDGF-C-/--Mäusen gemessen werden. An Tag 1 nach IR konnten wir im Vergleich zu Sham-Kontrolltieren einen stärkeren tubulären Schaden, mehr Apoptose, eine erhöhte renale Infiltration F4/80- und ER-HR3-positiver Makrophagen sowie Ly6G-positiver neutrophilen Granulozyten und eine erhöhte mRNA-Expression der proinflammatorischen Mediatoren MCP-1, RANTES und CCR2 sowie der Schädigungsmarker NGal und KIM-1 nachweisen, allerdings bestand hier kein Unterschied zwischen den beiden Genotypen. An Tag 5 zeigte sich eine Reduktion F4/80-positiver Makrophagen und T-Lymphozyten sowie eine verminderte mRNA-Expression des Chemokins MCP-1 bei PDGF-C-/--Mäusen. Die anderen untersuchten Parameter, wie Tubulusschädigung, ER-HR3-positive Makrophagen, Ly6G-positive neutrophile Granulozyten, proinflammatorische Mediatoren, Apoptose, Zellproliferation und die Schädigungsmarker NGal und KIM-1, zeigten keinen Unterschied zwischen PDGF-C+/+- und PDGF-C-/--Mäusen, waren aber erhöht im Vergleich zu Sham-Kontrolltieren. 21 Tage nach IR konnte eine signifikant verminderte tubulointerstitielle Fibrose in PDGF-C-/--Mäusen im Vergleich zu Wildtyp-Mäusen festgestellt werden. Dabei zeigte sich eine verminderte Ablagerung der Kollagene I und IV in der Immunhistologie, die mRNA-Expression von alpha-SMA und der Fibroseparameter Kollagen I, III, IV und Fibronektin erwies sich jedoch als nicht unterschiedlich zwischen den beiden Genotypen. Außerdem war in PDGF-C-/--Mäusen eine geringere Infiltration ER-HR3-positiver Makrophagen sowie T-Lymphozyten nachweisbar. Kein Unterschied zwischen den Genotypen konnte für die renale Infiltration F4/80-positiver Makrophagen, der Expression der proinflammatorischen Zytokine MCP-1, RANTES und des Chemokinrezeptor CCR2 sowie der Schädigungsmarker NGal und KIM-1 festgestellt werden, allerdings waren diese Parameter im Vergleich zu den Sham-Kontrolltieren deutlich erhöht. Entgegen unserer ursprünglichen Hypothese konnte deshalb für PDGF-C in der akuten Phase der renalen IR an Tag 1 und 5 kein protektiver, sondern im Gegenteil ein proinflammatorischer Einfluss festgestellt werden, der in der späten Phase der Erkrankung (Tag 21) zu einer signifkant gesteigerten tubulointerstitiellen Fibrose führte. Die Inhibition von PDGF-C könnte somit im akuten und chronischen Nierenversagen eine sinnvolle Therapieoption sein.

Inspite of a growing success in the investigation of causes and the development of acute kidney injury it remains an important medical and economic problem. Especially the high mortality rate after AKI could hardly be reduced within the last four decades. In our study of the potentially protective role of PDGF-C in the model of murine ischemia/reperfusion (IR) we compared its pathology between PDGF-C+/+- and PDGF-C-/--mice for a period of three weeks. All four PDGF-isoforms were – at the latest from day 5 onward – overexpressed in the kidney, PDGF-C instead had a twofold higher mRNA-expression during the complete period of observation which showed rather a moderate increase compared to control animals. At all three time points there was no differential mRNA-expression between PDGF-C+/+- and PDGF-C-/--mice of all PDGF-isoforms and PDGF-receptors. On day 1 after IR we could show, in comparison with sham-operated animals, a stronger tubular damage, more apoptosis, an upregulated renal infiltration by F4/80-positive and ER-HR3-positive macrophages as well as Ly6G-positive neutrophil granulocytes and an upregulated mRNA-expression of the proinflammatory mediators MCP-1, RANTES and CCR2 as well as the biomarkers NGal and KIM-1. We could not find any differences between the two genotypes. On day 5 we found a downregulation of F4/80-positive macrophages and T-lymphocytes as well as a reduced mRNA-expression of the chemokines MCP-1 in PDGF-C-/--mice. The other examined parameters, like tubular damage, ER-HR3-positive macrophages, Ly6G-positive neutrophil granulocytes, proinflammatory mediators, apoptosis, proliferation and the biomarkers NGal and KIM-1 showed no difference between PDGF-C+/+- and PDGF-C-/--mice, but were upregulated compared to sham animals. 21 days after IR we discovered significantly less tubulointerstitial fibrosis in PDGF-C-/--mice in comparison with wildtype mice. We observed reduced levels of collagen I and IV in immunohistochemistry, but no differences in the mRNA-expression of alpha-SMA and the fibrosis parameters collagen I, III, IV and fibronectin between both genotypes. PDGF-C-/--mice had a reduced infiltration by ER-HR3-positive macrophages as well as T-lymphocytes. Furthermore, there was also no difference in the renal infiltration by F4/80-positive macrophages, the expression of the proinflammatory cytokines MCP-1, RANTES and the chemokine receptor CCR2 as well as the biomarkers NGal and KIM-1. All analysed parameters were upregulated compared to sham-operated animals. In contrast to our original hypothesis we could not find a protective, but rather a proinflammatory influence of PDGF-C in the acute phase of renal IR on the days 1 and 5, which led to a significantly increased tubulointerstitial fibrosis in the late phase (day 21). Therefore we concluded that the inhibition of PDGF-C could be a useful treatment of acute and chronic kidney diseases.

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