Studienpräsentation

the mTOR-inhibitor rapamycin mediates proteinuria in nephrotoxic serum nephritis by activating the innate immune response; am J Physiol renal Physiol
2012 aug; 303(4):f569–75. Epub 2012 Jun 13
Kirsch AH, Riegelbauer V, Tagwerker A, Rudnicki M, Rosenkranz AR, Eller K

In C57BL/6J-Mäusen wurde eine nephrotoxische Serumnephritis (NTS) induziert und die Behandlung mit 0,5 mg/kg Rapa oder Vehicle i. p. nach 14 Tagen begonnen. Nach insgesamt 35 Tagen Beobachtung wurden die Mäuse sakrifiziert und die Nieren molekularbiologisch und histologisch aufgearbeitet. Die glomerulären Fraktionen wurden mittel lasergesteuerter Mikrodissektion und glomerulärer Siebtechnik isoliert. Das so gewonnene glomeruläre Material wurde mittels reverser Transkription und Real-Time-PCR auf die Expressionslevels diverser Zytokine, Transkriptionsfaktoren sowie Chemokine und Chemokinrezeptoren untersucht. Weiters wurden immunhistochemische Färbungen für VEGF-A, CD31, CD4, CD68 und F4/80 angefertigt und von verblindeten Untersuchern glomeruläre Staining Scores vergeben bzw. die Anzahl positiver glomerulärer Zellen ausgezählt.
Hochegger et al. hatten gezeigt, dass die Gabe von Rapa 14 Tage nach NTS-Induktion über einen Zeitraum von 3 Wochen zu einem signifikanten Anstieg der Albuminurie (hier nicht gezeigt) führt. Da einige Arbeiten dokumentieren, dass Rapamycin mit dem für die glomeruläre Integrität wichtigen Wachstumsfaktor VEGF‑A interferiert und somit zur Proteinurie führen könnte, untersuchten wir zuerst dessen Gen- und Proteinexpression (Abb. 1A, 1B). Es zeigte sich kein Unterschied zwischen der Rapa- und der Vehicle-behandelten Gruppe. Weitere Untersuchungen des Endothelzellmarkers CD31 (Abb. 1A, 1C) sowie des Podozytenmarkers Nephrin (Abb. 1A, 1D) ergaben ebenfalls keine Unterschiede.

Der distinkt proinflammatorische Phänotyp in der Rapa-behandelten Gruppe bestätigte sich auf der glomerulären Ebene durch eine signifikant stärkere Infiltration durch F4/80+- und CD68+-Makrophagen (Abb. 2A, 2B). Dazu konkordant zeigten glomeruläre Genexpressionsstudien eine signifikant stärkere Expression von IL-6 und TNF-α (Abb. 2C).

Zur genaueren Abklärung des proinflammatorischen Effektes einer mTOR-Inhibition analysierten wir die Chemokinexpression. Chemokine sind eine Gruppe kleiner Proteine, welche mittels eines lokalen Konzentrationsgradienten Leukozyten mit entsprechenden Chemokinrezeptoren die gerichtete Migration zu ihren Zielorten ermöglichen. Im Sinne einer erhöhten Migration von Makrophagen fanden sich in den glomerulären Fraktionen von Rapa-behandelten Tieren höhere Genexpressionslevel der Chemokine MCP-1 und MIP-1β sowie der entsprechenden makrophagenassoziierten Chemokinrezeptoren CCR2 und CCR5 (Abb. 2D).

Zudem ließen sich histologisch signifikant mehr CD4+-T-Zellen in den Glomerula von Rapa-behandelten Tieren nachweisen (Abb. 3A). Dies war jedoch nicht auf eine Zunahme der TH1- oder TH17-Fraktion zurückführen, da Genexpressionsstudien der entsprechenden Zytokine und Marker, IFNγ und T-bet bzw. RORγt (Abb. 3B) keinen Unterschied zwischen den Gruppen nachwiesen. Es fand sich jedoch eine signifikant höhere Transkriptionsrate des regulatorischen T-Zell-Markers FoxP3 (Abb. 3B).

Fazit: Die vorliegende Arbeit lässt vermuten, dass die Ursache für eine verstärkte Albuminurie durch mTOR-Inhibition in der NTS in einem v. a. gegen Makrophagen gerichteten proinflammatorischen Effekt mit gesteigerter Makrophagenmigration in die Glomeruli zu suchen ist. Es fand sich kein spezifischer zytotoxischer Effekt auf glomeruläre Endothelzellen oder Podozyten.