Heute Abend wird Dr. med. Dr. rer. Silke Zimmermann, Oberärztin am Institut für Laboratoriumsmedizin, Klinische Chemie und Molekulare Diagnostik des Universitätsklinikums Leipzig, mit dem renommierten Ivar Trautschold Nachwuchsförderpreis der Deutschen Gesellschaft für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin (DGKL) ausgezeichnet. Die Verleihung findet im Rahmen der MedLab Awards in Leipzig statt und würdigt ihre bahnbrechende Arbeit zu den Mechanismen kognitiver Beeinträchtigungen bei chronischer Nierenerkrankung (CKD). Der Preis, der junge Forscher für herausragende Beiträge in der Klinischen Chemie ehrt, unterstreicht Zimmermanns innovative Ansätze in der Erforschung von Mikroglia-Aktivierung und entzündlichen Prozessen im Gehirn.

Die preisgekrönte Publikation „Chronic kidney disease leads to microglial potassium efflux and inflammasome activation in the brain“, kürzlich in der Zeitschrift Kidney International erschienen (DOI: 10.1016/j.kint.2024.06.028), beleuchtet erstmals einen detaillierten Mechanismus, wie CKD zu kognitiven Defiziten führt. Unter der Leitung von Zimmermann und Prof. Dr. Berend Isermann vom Universitätsklinikum Leipzig zeigen die Forscher, dass CKD die Blut-Hirn-Schranke durchlässiger macht, was zu einer Kalium-Ausströmung aus Mikrogliazellen führt. Diese Kalium-Efflux aktiviert das Inflammasom, fördert die Reifung und Freisetzung von Interleukin-1β (IL-1β) und stört schließlich die neuronale Kalium-Homeostase via IL-1-Rezeptor-1 (IL-1R1) auf Neuronen.

CKD, eine weit verbreitete Erkrankung, erhöht das Risiko für kognitive Störungen und Demenz bei allen Stadien. Nierentransplantationen kehren diese Defizite oft um, was auf reversible Mechanismen hinweist. Zimmermanns Team nutzte Mausmodelle (einschließlich 5/6-Nephrektomie zur CKD-Induktion und neuronenspezifische IL-1R1-Knockout-Mäuse), Einzelzell-Analysen (Single-Nuclei-RNA-Sequenzierung und Thallium-Autometallographie), humane Proben und In-vitro-Experimente, um zu zeigen, dass uremische Bedingungen die Barrierefunktion von Hirn-Endothelzellen stören. In Mikrogliazellen führt dies zu Kalzium-Dyshomöostase, erhöhtem Kalium-Efflux über den kalziumabhängigen Kanal KCa3.1 und p38-MAPK-vermittelter IL-1β-Maturation.

Schlüsselfunde:

• BBB-Störung: Uremisches Plasma erhöht die Permeabilität in vitro (Dextran-Durchlässigkeit) und in vivo (Evans-Blue-Extravasation), was Uremietoxine ins Gehirn gelangen lässt.
• Mikroglia-Aktivierung: Erhöhte Kalium-Efflux (TlAMG-Staining) und morphologische Veränderungen (größere Somata, kürzere Prozesse) in CKD-Mäusen und humanen Gehirnproben.
• Neuronale Dysfunktion: Konditioniertes Medium aus aktivierten Mikrogliazellen reduziert neuronale Kalium-Aufnahme; dies wird durch IL-1R1-Blockade (Anakinra) oder genetische Deletion verhindert.
• Therapeutische Ansätze: Der KCa3.1-Inhibitor TRAM34 reduziert Mikroglia-Aktivierung und verbessert Kognition in CKD-Mäusen. Ähnlich wirkt Anakinra, ein klinisch zugelassener IL-1R-Antagonist.

Die Studie betont, dass CKD-induzierte Kognition durch Blockade der Mikroglia-Neuron-Kreuzkommunikation therapierbar ist, mit Potenzial für Medikamente wie Senicapoc (getestet bei Alzheimer).

Zimmermanns Forschung, die ohne finanzielle Konflikte entstand, integriert multidisziplinäre Methoden und öffnet Türen für personalisierte Therapien bei CKD-assoziierten kognitiven Störungen. Experten sehen darin einen Meilenstein für die Labormedizin, der Patientensicherheit und Lebensqualität verbessert. Die vollständige Publikation ist unter dem genannten DOI verfügbar.

Weiterführende Informationen:

MedLabAwards – MedLabPortal

Redaktion: X-Press Journalistenbüro GbR

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