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Fragestellung: Das akute Nierenversagen (AKI) stellt eine häufige posttraumatische Komplikation dar, welche mit einer hohen Mortalität verbunden ist; dies geschieht insbesondere in Anwesenheit eines hämorrhagischen Schocks (HS). In der vorliegenden Studie sollen die pathophysiologischen Veränderungen der Niere nach Trauma-assoziiertem AKI (TRAKI) anhand eines Mausmodells, bestehend aus stumpfem Thoraxtrauma (TXT) und darauffolgendem HS, genauer charakterisiert werden.

Methodik: 12-16 Wochen alte C57BL/6J-Mäuse mit einem Gewicht von 24-28 g wurden unter adäquater Analgesie und Narkose einem durch eine Druckwelle induzierten TXT und einem druckkontrollierten HS (MAP 30 ± 5 mmHg für 60 min) mit anschließender Retransfusion unterzogen. Der Versuch wurde nach 4 h, 24 h und 5 d durch kardiale Punktion und Entblutung terminiert. Der Urin wurde durch Blasenpunktion gewonnen und auf die renalen Schadensmarker Protein-, Albumin-, Neutrophilengelatinase-assoziiertes Lipocalin (NGAL) und Interleukin 34 (IL-34)-Konzentration untersucht. Mittels Immunhistochemie- und -fluoreszenzfärbungen wurde das Expressionsmuster von CD10, CD45 und F4/80 analysiert und mit ImageJ ausgewertet. Die renale Genexpression wurde anhand von Microarray- und RT-qPCR-Analysen detektiert. In vitro wurden proximale und distale Tubuluszellen sowie Sammelrohrzellen einem Traumamilieu ausgesetzt und die IL-34-Expression mittels RT-qPCR analysiert. Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen wurden mithilfe von one-Way-ANOVA und post-hoc-Test oder t-Test mit einem Signifikanzniveau von p<0,05 untersucht.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: TXT+HS führten nach 24 h zur signifikanten Erhöhung der NGAL-Urinkonzentration sowie zu einer Protein- und Albuminurie. In histologischen Analysen konnte 24 h nach murinem TXT+HS eine signifikante Destruktion des Bürstensaums der proximalen Tubuli nachgewiesen werden. Die Microarray-Untersuchung zeigte ein signifikant verändertes Genexpressionsmuster nach Trauma, mit einer verstärkten Expression von klassischen Nierenschadensmarkern sowie immunologisch aktiven Faktoren wie IL-34, was mittels RT-qPCR bestätigt werden konnte. Außerdem war die IL-34-Konzentration im Urin 4 h nach TXT+HS signifikant erhöht. In vitro war die IL-34-Expression 24 h nach Simulierung eines Traumamilieus in Zellen des Sammelrohrs signifikant erhöht, während in proximalen und distalen Tubuluszellen keine Regulierung erfolgte. Die Anzahl an interstitiellen immunologischen Zellen war nach 5 d tendenziell erhöht.

TXT und HS führten im vorliegenden Mausmodell zu einem deutlichen TRAKI, welches durch eine frühe Protein- und Albuminurie und eine Konzentrationserhöhung von NGAL im Urin charakterisiert war. Die hohe Expression und Ausscheidung von IL-34 lässt eine pathophysiologische Beteiligung einer verstärkten lokalen Rekrutierung oder Vermehrung pro-inflammatorischer Immunzellen vermuten. Ob eine Antagonisierung dieses Signalweges analog zu Modellen der Ischämie-Reperfusion auch im TRAKI protektiv ist, muss in weiteren Studien untersucht werden.