Saurer Zucker ist für Nieren unentbehrlich

31.07.2012: Ein Team um Dr. Birgit Weinhold und Dr. Anja Münster-Kühnel, Institut für Zelluläre Chemie der Medizinischen Hochschule Hannover (MHH), konnte zeigen, dass der saure Zucker Sialinsäure für die Entwicklung funktionstüchtiger Filtrationseinheiten der Niere, der Glomeruli, unentbehrlich ist: Ohne Sialinsäure können Podozyten nicht reifen – Zellen, die für die Ausbildung der Filtrationsbarriere der Niere eine entscheidende Rolle spielen. Die Forscherinnen veröffentlichten diese Ergebnisse im Journal of the American Society of Nephrology und Nature Reviews Nephrology würdigt diese Arbeit als Highlight.

Für den Einbau von Sialinsäuren in Proteine und Lipide der Zellmembran werden diese Zucker aktiviert. Das dazu notwendige Enzym ist CMP-Sialinsäure-Synthetase. „Bei Mäusen, die zu wenig CMP-Sialinsäure-Synthetase bilden, ergibt sich eine Unterversorgung mit CMP-Sialinsäure und dadurch ein unzureichender Einbau von Sialinsäure in bestimmte Proteine. Der Mangel an sialylierten Strukturen auf den Podozyten verhindert die Ausreifung dieser Zellen und bedingt damit ein Nierenversagen“, sagt Dr. Weinhold.

Podozyten sind spezielle Zellen der Nierenkörperchen. Sie bilden feine Fußfortsätze aus und stellen einen Teil des Blutfilters dar, über den Primärharn aus dem Blut abfiltriert wird. Eine seit langem bestehende Hypothese besagt, dass Sialinsäure wichtig ist, um den Abstand benachbarter Fußfortsätze durch elektrostatische Abstoßung zu justieren. „Wir konnten nun zeigen, dass dieser saure Zucker auch für die Entwicklung der Filtrationsbarriere unentbehrlich ist. Darüber hinaus konnten wir die molekularen Grundlagen für die Empfindlichkeit der Podozyten hinsichtlich zu geringer Sialylierung erklären“, sagt Dr. Anja Münster-Kühnel. Da dies auch eine Rolle bei einigen bakteriellen Nierenerkrankungen spiele, böten diese Ergebnisse mehr Möglichkeiten der Entwicklung geeigneter Therapien.

Die Arbeit ist eine Gemeinschaftsproduktion mit Professor Dr. Mario Schiffer und Dr. Kirstin Worthmann, MHH-Klinik für Nieren- und Hochdruckerkrankungen, und Dr. Stephanie Groos, MHH-Institut für Zellbiologie im Zentrum Anatomie, sowie dem Team von Professor R. Geyer von der Universität Giessen.