1

Neue Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern der Washington University School of Medicine in St. Louis liefern nun Hinweise darauf, warum manche Menschen anfälliger für Nierensteine sind als andere. Ihre Entdeckung öffnet die Tür zur Entwicklung wirksamer medikamentöser Behandlungen und eines Tests, mit dem das Risiko einer Person für Nierensteine abgeschätzt werden könnte.

„Jetzt haben wir endlich ein vollständigeres Bild davon, warum manche Menschen Nierensteine entwickeln und andere nicht“, sagt der Hauptautor Jianghui Hou, PhD, Assistenzprofessor für Medizin. „

Die an Mäusen durchgeführte Studie ist jetzt online im EMBO Journal verfügbar, das von der Europäischen Organisation für Molekularbiologie herausgegeben wird.

Da die Nieren bei Mäusen genauso funktionieren wie beim Menschen, können die neuen Erkenntnisse den Wissenschaftlern helfen, die Ursachen für Nierensteine bei Patienten zu verstehen. Das in der Studie verwendete Mausmodell kann auch als Plattform für die präklinische Erprobung neuer Behandlungsmethoden dienen, so die Forscher.

Die meisten Nierensteine bilden sich, wenn der Urin zu konzentriert wird, so dass Mineralien wie Kalzium auskristallisieren und zusammenkleben. Die Ernährung spielt bei der Erkrankung eine Rolle – zu wenig Wasser zu trinken oder zu viel Salz zu essen (das Kalzium bindet) erhöht ebenfalls das Steinrisiko.

Aber auch die Gene tragen einen Teil der Schuld. Eine häufige genetische Variation in einem Gen namens Claudin-14 wurde kürzlich mit einem deutlich erhöhten Risiko – etwa 65 Prozent – für Nierensteine in Verbindung gebracht. In der neuen Studie haben die Forscher gezeigt, wie Veränderungen in der Aktivität des Gens die Entwicklung von Steinen beeinflussen.

Typischerweise ist das Claudin-14-Gen in der Niere nicht aktiv. Die neue Forschung zeigt, dass seine Expression durch zwei RNA-Schnipsel, ein Schwestermolekül der DNA, gedämpft wird, die das Gen im Wesentlichen zum Schweigen bringen.

Wenn Claudin-14 inaktiv ist, funktioniert das Filtersystem der Niere so, wie es soll. Essentielle Mineralien im Blut wie Kalzium und Magnesium passieren die Nieren und werden wieder in das Blut aufgenommen, wo sie zu den Zellen transportiert werden, um die grundlegenden Lebensfunktionen zu erfüllen.

Wenn sich Menschen jedoch kalzium- oder salzreich ernähren und nicht genug Wasser trinken, lassen die kleinen RNA-Moleküle ihren Einfluss auf Claudin-14 los. Eine erhöhte Aktivität des Gens verhindert, dass Kalzium wieder ins Blut gelangt, wie die Studie zeigt.

Hou und sein Team haben herausgefunden, dass Claudin-14 Kalzium daran hindert, in die so genannten Tight Junctions in den Zellen einzudringen, die die Niere auskleiden und Blut und Urin voneinander trennen.

Ohne einen Weg zurück in den Blutkreislauf gelangt überschüssiges Kalzium in den Urin. Zu viel Kalzium im Urin kann zu Steinen in den Nieren oder der Blase führen. Intensive Schmerzen entstehen, wenn ein großer Stein in der Blase, dem Harnleiter oder der Harnröhre stecken bleibt und den Urinfluss blockiert.

Hous Forschung unterstützt die Theorie, dass Menschen mit einer häufigen Variation in Claudin-14 die Fähigkeit verlieren, die Aktivität des Gens zu regulieren, was das Risiko von Nierensteinen erhöht.

Er ist jedoch optimistisch, dass Medikamente entwickelt werden könnten, die auf die kurzen RNA-Abschnitte abzielen, die eng mit Claudin-14 verbunden sind. Medikamente, die diese so genannten microRNAs nachahmen, könnten die Aktivität von Claudin-14 unter Kontrolle halten und die Wahrscheinlichkeit der Steinbildung verringern.

Außerdem könnte es eines Tages möglich sein, einen diagnostischen Test zu entwickeln, der die Menge des im Urin ausgeschiedenen Claudin-14-Proteins misst. Erhöhte Werte würden auf ein erhöhtes Steinrisiko hinweisen, und die Menschen könnten Maßnahmen ergreifen, um Steine zu verhindern, indem sie ihre Ernährung umstellen.

„Viele Gene spielen wahrscheinlich eine Rolle bei der Bildung von Nierensteinen“, sagt Hou. „Aber diese Studie gibt uns eine bessere Vorstellung davon, wie einer der Hauptakteure funktioniert. Jetzt, da wir die Physiologie der Erkrankung verstehen, können wir über bessere Behandlungen nachdenken oder sogar über Möglichkeiten, die Entstehung von Steinen von vornherein zu verhindern.“

Die Forschung wurde zum Teil von den National Institutes of Health (NIH) und der American Heart Association finanziert.

Hou arbeitet mit dem Office of Technology Management der Washington University an einer Erfindung, die mit der in der Studie beschriebenen Arbeit zusammenhängt.