Mausversuch

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Oxalat begünstigt Nieren- und Herzerkrankungen

Menschen mit einer chronischen Nierenerkrankung haben ein deutlich erhöhtes Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Warum Nieren- und Herzschäden oft Hand in Hand gehen, ist bisher jedoch nicht vollständig entschlüsselt. Einen möglichen Mechanismus haben Forscher aus Berlin und Würzburg nun identifiziert. Auslöser ist ein Stoffwechselprodukt, das bisher vor allem als Verursacher von Nierensteinen bekannt ist: Oxalat.

Oxalat wird über die Nieren ausgeschieden, reichert sich allerdings bei eingeschränkter Nierenfunktion im Körper an. Die Folgen erhöhter Oxalatspiegel untersuchten ein Team um Moritz Immanuel Wimmer von der Charité Berlin in einer Studie am Mausmodell. Die Mäuse erhielten eine oxalatreiche Ernährung, um eine Oxalat-Nephropathie auszulösen.

Die kürzlich in »Cardiovascular Research« veröffentlichten Daten zeigen, dass die Tiere neben einer Nierenschädigung Entzündungsreaktionen im ganzen Körper entwickelten, die einer systemischen Aktivierung des Immunsystems geschuldet waren. Folgen waren Nierenfibrosen und strukturelle sowie funktionelle Veränderungen des Herzens mit verminderter Herzfunktion. Diese Herzveränderungen gingen sowohl mit Beeinträchtigungen der Diastole als auch der Systole einher.

Die Forscher fanden heraus, dass Oxalat die Bildung des Entzündungsbotenstoffs Interleukin 17A (IL 17A) fördert und so entzündungsfördernde Immunzellen aktiviert.

Verantwortlich waren vor allem Typ-17-T-Helferzellen (Th17-Zellen) und Th17-ähnliche regulatorische T-Zellen in Niere, Darm und Milz, deren Entwicklung direkt durch Oxalat begünstigt wird. Genexpressionsanalysen von Herz und Niere bestätigten die Rolle dieses Signalwegs. In vitro verstärkte Oxalat die Entwicklung der Th17-Immunzellen und störte gleichzeitig die Energiegewinnung der Zellen in den Mitochondrien.

Erhöhte IL-17A-Konzentrationen können auch bei Patienten mit Hyperoxalurie, einer seltenen erblichen Erkrankung mit stark erhöhten Oxalatwerten, nachgewiesen werden. Ein Hinweis, dass der in den Tierexperimenten beobachtete Mechanismus auch beim Menschen relevant sein könnte.

In einem zweiten Schritt blockierten die Wissenschaftler IL-17A gezielt mit Antikörpern, um zu überprüfen, ob die beobachteten Schäden dadurch verhindert werden können. Die Gabe der Antikörper verbesserte die Nierenfunktion der Mäuse deutlich, verringerte die Entzündungen, Fibrosen und Herzschäden. So konnte die Herzfunktion teilweise wiederhergestellt werden.

Die Daten liefern einen möglichen Erklärungsansatz für das hohe Herz-Kreislauf-Risiko vieler Nierenpatienten. Erstmals würden überzeugende Hinweise auf eine »Oxalat–IL 17A-Achse« vorliegen, über die sowohl Nieren- als auch Herzschäden durch erhöhte Oxalatspiegel verursacht werden können, so die Autoren. Gleichzeitig eröffnet die Arbeit neue Perspektiven für therapeutische Strategien für diese Patientengruppe. Ob eine Blockade von IL 17A künftig tatsächlich Patienten mit chronischer Nierenerkrankung vor Herz-Kreislauf-Komplikationen schützen kann, müssen klinische Studien zeigen.