Universität zu Köln

Abozed, Seif Eldin ORCID: 0009-0005-7334-4984 (2026). Characterization of the direct effect of Mycophenolic Acid on Podocytes. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Das idiopathische nephrotische Syndrom (INS) im Kindesalter ist durch eine ausgeprägte Proteinurie infolge einer Schädigung der Podozyten, zentraler Bestandteile der glomerulären Filtrationsbarriere, gekennzeichnet. Mycophenolat Mofetil (MMF) wird als Immunsuppressivum bei therapierefraktären Verläufen und als glukokortikoidsparende Therapie eingesetzt. Direkte Wirkungen von MMF beziehungsweise seines aktiven Metaboliten Mycophenolsäure (MPA) auf Podozyten waren bislang jedoch unzureichend untersucht. Zur Untersuchung möglicher immununabhängiger Effekte wurde ein translationaler Ansatz gewählt. In vitro wurden murine Podozyten mit MPA behandelt und mittels RNA-Sequenzierung analysiert. Die identifizierten Signalwege wurden funktionell hinsichtlich Aktin-Zytoskelett, Zellviabilität und Apoptose untersucht. Ergänzend erfolgte eine In-vivo-Analyse in einem Mausmodell der nephrotoxischen Serumnephritis. Nach Behandlung mit MMF oder Placebo wurden glomeruläre Proteomveränderungen, podozytäre Schlitzmembranstrukturen mittels STED-Mikroskopie sowie intrazelluläre Kalziumkonzentrationen durch multiphotonische Bildgebung untersucht. MPA führte zu einer ausgeprägten Veränderung des podozytären Transkriptoms mit Hochregulation aktinassoziierter Gene und Herunterregulation inflammatorischer sowie proapoptotischer Signalwege, darunter NF-κB und p38-MAPK. Funktionell stabilisierte MPA das Aktin-Zytoskelett unter Albumin-Stress, erhöhte die Zellviabilität und reduzierte die Caspase-3-Aktivierung nach TNF-α-Stimulation. Im Tiermodell reduzierte MMF Proteinurie und Halbmondbildungen. Proteomanalysen zeigten regulatorische Effekte auf Kalziumhomöostase und Zytoskelettorganisation. Zudem verringerte MMF pathologisch erhöhte intrazelluläre Ca²⁺-Spiegel und erhielt die Fußfortsatzarchitektur der Podozyten. Die Ergebnisse liefern erstmals konsistente Hinweise auf direkte podozytenprotektive Wirkungen von MMF/MPA. Die Stabilisierung des Aktin-Zytoskeletts, die Verbesserung der Kalziumhomöostase und die Hemmung apoptotischer Signalwege tragen zur Erhaltung der podozytären Integrität bei und eröffnen neue Perspektiven für zielgerichtete Therapiestrategien beim INS.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Translated title:	Title Language Charakterisierung des direkten Wirkmechanismus der Mycophenolsäure auf Podozyten German
Translated abstract:	Abstract Language Idiopathic nephrotic syndrome (INS) in childhood is characterized by severe proteinuria resulting from podocyte injury within the glomerular filtration barrier. Mycophenolate mofetil (MMF) is widely used as an immunosuppressive and glucocorticoid-sparing agent in refractory INS; however, its direct effects on podocytes remain poorly understood. To investigate potential immunomodulation-independent effects, a translational approach combining in vitro and in vivo analyses was applied. Cultured murine podocytes were treated with mycophenolic acid (MPA) and analyzed by RNA sequencing. Identified pathways were subsequently examined in functional assays assessing actin cytoskeleton organization, cell viability, and apoptosis. In parallel, MMF was evaluated in a murine model of nephrotoxic serum nephritis. Glomerular proteomic alterations, slit diaphragm morphology using STED microscopy, and intracellular calcium concentrations by multiphoton imaging were assessed. MPA induced marked transcriptomic changes, including upregulation of genes involved in actin cytoskeleton organization and downregulation of inflammatory and pro-apoptotic pathways such as NF-κB and p38-MAPK. Functionally, MPA stabilized the actin cytoskeleton under albumin stress, increased cell viability, and reduced caspase-3 activation following TNF-α stimulation. In vivo, MMF reduced proteinuria and crescent formation. Proteomic analyses revealed regulatory effects on calcium homeostasis and cytoskeletal pathways. Furthermore, MMF lowered pathological intracellular Ca²⁺ levels and preserved podocyte foot process architecture. These findings provide the first consistent evidence that MMF/MPA exerts direct podocyte-protective effects beyond systemic immunomodulation. Stabilization of the actin cytoskeleton, improvement of calcium homeostasis, and inhibition of apoptotic signaling contribute to maintaining podocyte integrity and support the development of future podocyte-targeted therapies for childhood INS. English
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Abozed, Seif Eldin seifabozed@gmail.com https://orcid.org/0009-0005-7334-4984 UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-804748
Date:	2026
Language:	English
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Kinder- und Jugendmedizin > Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Mycophenolate Mofetil English Nephrotic Syndrome English Actin English Calcium English
Date of oral exam:	15 April 2026
Referee:	Name Academic Title Weber, Lutz Thorsten Professor Dr. med. Schermer, Bernhard Professor Dr. med. Braun, Daniela Anne Privatdozentin Dr. med.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/80474