Einfluss der parietalen Epithelzellen auf die Bowman’sche Kapsel bei diabetischer Nephropathie

Die diabetische Nephropathie ist derzeit weltweit der häufigste
Grund für die terminale Niereninsuffizienz mit einem Anteil von
einem Drittel aller Fälle. Im Verlauf der diabetischen Nephropathie
kommt es zu einer zunehmenden Glomerulosklerose. Die Fähigkeit der
parietalen Epithelzelle zur Ausbildung von extrazellulärer Matrix
und ein möglicher Beitrag zur Glomerulosklerose ist bislang unklar.
Daher sollte in dieser Arbeit gezeigt werden, dass die parietale
Epithelzelle bei der diabetischen Nephropathie vermehrt
extrazelluläre Matrix bildet und dadurch die Bowman’sche Kapsel
verdickt. Diese Frage wurde unter Verwendung einer immortalisierten
murinen parietalen Epithelzelllinie und einer primären humanen
parietalen Epithelzelllinie im Zellversuch und Stimulation dieser
Zellen mit hoher Glukosekonzentration (30mM), TGF-β1 und „advanced
glycation endproducts“ nachgegangen. Außerdem wurde retrospektiv
die Bowman’sche Kapsel von sechs humanen Nierenbiopsien mit
diabetischer Nephropathie per Licht- und
Transmissionselektronen-mikroskopie untersucht. Im ersten Schritt
war die Aktivierung der parietalen Epithelzelle unter diabetischer
Kondition Fokus der experimentellen Untersuchung. Hier lag ein
zellspezifischer Effekt vor. Während für die humanen parietalen
Epithelzellen keine funktionellen oder morphologischen Zeichen der
Aktivierung gefunden werden konnte, zeigten murine parietale
Epithelzellen eine Aktivierung nach Stimulation mit TGF-β1. Der
zweite Schritt bestand in der Untersuchung der Bildung von TGF-β1
in parietalen Epithelzellen. Auch hier konnten unterschiedliche
Stimulationseffekte bei den murinen und humanen parietalen
Epithelzellen beobachtet werden. Während die humanen parietalen
Epithelzellen weder auf Transkriptions-, noch auf Translationsebene
eine geänderte Expression zeigten, exprimierten die murinen
parietalen Epithelzellen in einem positiven Feedback-Mechanismus
auf Transkriptionsebene verstärkt TGF-β1 nach Stimulation mit
TGF-β1. Auf Translationsebene konnte eine verstärkte Bildung von
TGF-β1 nach Stimulation mit „advanced glycation endproducts“ und
eine verminderte Bildung nach Stimulation mit Glukose beobachtet
werden. Der dritte Schritt beinhaltete die Untersuchung der
Kollagenbildung in den parietalen Epithelzellen und die Vermessung
der Bowman’schen Kapsel. Während Glukose in keiner der Zelltypen zu
einer Änderung der Kollagengenexpression führte, induzierte TGF-β1
in den humanen und murinen parietalen Epithelzellen eine
Hochregulation der Genexpression verschiedener Ketten von Kollagen
IV und Kollagen I α 1. „Advanced glycation endproducts“ verstärkten
die Transkription der Kollagene in den humanen parietalen
Epithelzellen, wohingegen sie diese in murinen parietalen
Epithelzellen herunterregulierten. In der retrospektiven
histologischen Untersuchung von sechs Patienten mit diabetischer
Nephropathie und sechs Vergleichspatienten wurde per Licht- und
Transmissionselektronenmikroskopie die Dicke der Bowman’schen
Kapsel vermessen. In den lichtmikroskopischen Messungen zeigte sich
für die Patienten mit diabetischer Nephropathie eine signifikant
verdickte Bowman’schen Kapsel. Diese Verdickung konnte bei
Patienten mit diabetischer Nephropathie in den
transmissionselektronenmikroskopischen Messungen bestätigt werden.
Letztlich ist die Lichtmikroskopie die geeignetere Messmethode,
weil hier eine höhere Anzahl an Glomeruli gemessen werden kann und
sie einen Selektionsbias ausschließt. Zusammenfassend konnte
gezeigt werden, dass die parietale Epithelzelle unter diabetischer
Kondition verstärkt extrazelluläre Matrix bildet und diese basal
ablagert. In den murinen parietalen Epithelzellen ergaben sich
Hinweise auf den Mechanismus der Aktivierung und einen positiven
Feedbackmechanismus von TGF-β1 bei der diabetischen Nephropathie.
Die Verdickung der Bowman’schen Kapsel ist von klinischer und
diagnostischer Bedeutung, da die Ausbildung der parietalen Fibrose
viele Funktionen der parietalen Epithelzellen und Bowman’schen
Kapsel einschränkt und der Glomerulus letztlich sklerosiert bzw.
verödet. Diagnostisch werden künftige Studien den Wert der
Dickenmessung der Bowman’schen Kapsel als zusätzliches
pathologisches Kriterium der Stadieneinteilung der diabetischen
Nephropathie zeigen.