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Fragestellung: Die Aussagekraft etablierter Biomarker der akuten Nierenschädigung ist gerade im Hinblick auf die Früherkennung erheblich eingeschränkt. Therapeutische Maßnahmen werden somit nur verzögert ergriffen und gezielte Ansätze fehlen. Von aktuellem Interesse sind Exosomen, die als extrazelluläre Vesikel unter anderem im Urin zu finden sind und neben Proteinen mRNA und miRNA enthalten. Da Exosomen hiermit eine potentielle Rolle in der Signaltransduktion, aber auch als Marker der renalen Dysfunktion zukommt, untersuchten wir die Reaktion von primären humanen Nierentubulusepithelzellen (TECs) auf Stimulation mit isolierten Exosomen.

Material und Methoden: Während und nach herzchirurgischen Eingriffen an der Herz-Lungen-Maschine wurden zu den Zeitpunkten Schnitt, sowie 2h, 4h, 8h, 24h, 2 Tage und 5 Tage nach Schnitt Urinproben asserviert und daraus mittels Größenausschlusschromatographie (SEC) Exosomen isoliert. Kultivierte TECs wurden für 24h mit isolierten Exosomen inkubiert, Kontrollen wurden ohne Exosomen inkubiert. Zum Nachweis des zeitlichen Verlaufs der Nierenschädigung wurde NGAL im Urin mittels ELISA, sowie Proteinurie mittels U-Stix bestimmt. Analysen der mit Exosomen inkubierten TECs erfolgten mittels qRT-PCR und immunzytochemisch.

Ergebnisse: Es zeigte sich ein deutlicher Anstieg von NGAL im Urin, sowie eine Proteinurie, vor allem in der Frühphase der Schädigung. Die Isolierung von Exosomen aus Urin war erfolgreich und konnte mittels Western Blot Analysen nachgewiesen werden. In mit Exosomen inkubierten TECs war ein deutlicher Anstieg der IL-6-mRNA-Expression während der ersten Stunden nach Schnitt zu verzeichnen. Parallel konnte immunzytochemisch die Expression von KIM-1 nachgewiesen werden, die im Vergleich mit Kontrollen erhöht war.

Schlussfolgerung: Exosomen aus dem Urin scheinen in der Frühphase der Nierenschädigung im Rahmen herzchirurgischer Eingriffe einen proinflammatorischen Effekt auf humane TECs auszuüben.