Universität zu Köln

Schömig, Thomas (2024). Die Rolle des podozytären MyD88-abhängigen Toll-like Rezeptorsignalweges in der Glomerulonephritis. PhD thesis, Universität zu Köln.

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Abstract

Podozyten sind hochspezialisierte, enddifferenzierte Zellen, die eine entscheidende Rolle an Aufbau und Funktion des glomerulären Filtrationsapparates tragen. Ihre Schädigung oder der Verlust führt zu einer Proteinurie und langfristig zur Entwicklung eines Nierenversagens. Bei der Glomerulonephritis (GN) sind Podozyten durch Zytokine und die Infiltration von Immunzellen einem entzündlichen Umfeld ausgesetzt. In Vorarbeiten durch Brähler et al. wurde gezeigt, dass die podozytenspezifische Blockade des NF-κB-Signalwegs den Verlauf einer experimentellen GN im Mausmodell abmildern und die Sekretion proinflammatorischer Zytokine reduzieren kann. Dem NF-κB-Signalweg vorgeschaltet sind die Toll-like Rezeptoren (TLR), welche in Immunzellen und Gewebszellen zur Erkennung von schadens- und pathogenassoziierten Mustern in der Zellmembran liegen. Die Signalübermittlung erfolgt über das Adaptorprotein MYD88 zu mehreren proinflammatorischen Signalwegen, einschließlich des NF-κB-Signalweg. In dieser Promotionsarbeit wurde die Rolle des MYD88-abhängigen TLR-Signalweges in Podozyten untersucht. Dafür wurde das Modell der nephrotoxischen Nephritis verwendet, zunächst um eine Transkriptomanalyse von isolierten Podozyten vor und nach Induktion der GN durchzuführen. Diese ergab eine deutliche Regulation von Genen, die mit dem Aktinzytoskelett und der Zelladhäsion assoziiert sind, was die deutlichen strukturellen Veränderungen der Podozyten in der Erkrankung widerspiegelt. Diese mögliche zytoskelettalen Umstrukturierungen zeigen sich auch in der Analyse des Filtrationsapparates mittels STED-Mikroskopie, welche eine deutliche Reduzierung der Abdeckung der Kapillaren durch die Schlitzmembran unter GN ergab. Zudem wurde eine deutliche Aktivierung proinflammatorischer Signalwege, einschließlich verschiedener TLR, beobachtet. Daraufhin wurde durch Kreuzung ein Mausmodell mit einem podozytenspezifischem Myd88-Knockout etabliert und im Krankheitsmodell untersucht. Wie erwartet ergaben sich keine Auffälligkeiten in der basalen Phänotypisierung des Mausmodells. Interessanterweise zeigten sich jedoch auch im Verlauf der experimentellen GN keine relevanten Unterschiede zur Kontrollgruppe, weder in funktionellen noch in histopathologischen Untersuchungen. Auch auf Ebene der infiltrierenden Immunzellen oder mittels STED-Mikroskopie analysierten Schlitzmembranstruktur waren keine wesentlichen Unterschiede feststellbar. Um mögliche kompensatorische Mechanismen zu identifizieren, wurde eine weitere Transkriptomanalyse durchgeführt, nun mit Myd88-defizienten Podozyten nach Induktion einer GN. Diese ergaben Hinweise auf mögliche kompensatorische Mechanismen, unter anderem über Typ-I- Interferonsignalweg sowie MYD88-unabhängige TLR-Signalwege. Zusammenfassend ist dies die erste Studie, die spezifisch die Rolle des MYD88-abhängigen TLR-Signalwegs in Podozyten untersucht. Zudem bieten die Transkriptomanalysen von isolierten Podozyten unter GN einen neuartigen Datensatz, der Einblicke in die transkriptionellen Regulationsprozesse im erkrankten Podozyten liefert. Die Tatsache, dass ein Knockout von Myd88 keinen entscheidenden Einfluss auf den Krankheitsprozess hat, wirft die wichtige Frage auf welche alternativen Signalwege im Podozyten ablaufen, was in zukünftigen Forschungsarbeiten validiert werden muss.

Item Type:	Thesis (PhD thesis)
Creators:	Creators Email ORCID ORCID Put Code Schömig, Thomas t.schoemig@gmx.de UNSPECIFIED UNSPECIFIED
URN:	urn:nbn:de:hbz:38-783528
DOI:	10.1038/s41598-024-52565-8.
Date:	27 January 2024
Publisher:	Nature Portfolio
Place of Publication:	Scientific Reports
Language:	German
Faculty:	Faculty of Medicine
Divisions:	Faculty of Medicine > Innere Medizin > Klinik II für Innere Medizin - Nephrologie, Rheumatologie, Diabetologie und Allgemeine Innere Medizin
Subjects:	Medical sciences Medicine
Uncontrolled Keywords:	Keywords Language Podozyten German Glomerulonephritis German Toll-like Rezeptoren German
Date of oral exam:	7 April 2025
Referee:	Name Academic Title Brinkkötter, Paul Universitätsprofessor Dr. med. Alejandre Alcázar, Miguel Professor Dr. med. Dr. nat. med.
References:	doi: 10.1038/s41598-024-52565-8.
Refereed:	Yes
URI:	http://kups.ub.uni-koeln.de/id/eprint/78352