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Pathogenesemechanismen des Hantavirus-induzierten akuten Nierenversagens

AG Krautkrämer

Juni 12, 2023

Unsere Forschungsarbeit beschäftigt sich mit den direkten und immunvermittelten Mechanismen der Nierenschädigung während einer Hantavirusinfektion.
Pathogene Hantaviren werden durch Nager auf den Menschen übertragen und können verschiedene Krankheitsbilder auslösen. In Amerika vorkommende Spezies lösen das hantavirale pulmonale Syndrom (HPS) aus, während die Infektion mit Eurasischen Spezies das hämorrhagische Fieber mit renalem Syndrom (HFRS) verursacht, das durch akutes Nierenversagen mit hoher Proteinurie gekennzeichnet ist. Auch die Schwere der Erkrankung variiert stark zwischen den Spezies:
Das in Deutschland vorherrschende Hantavirus Puumala löst eine leichte Form des HFRS aus mit einer Sterblichkeit unter 0.5%, die Sterblichkeit bei HFRS durch Infektion mit Dobrava-Belgrade- oder Hantaanvirus hingegen beträgt zwischen 5 und 12%.

Die Gründe für diese Unterschiede in der Organmanifestation und Krankheitsschwere sind bisher unverstanden.
Um die Mechanismen, die für das nierenspezifische Krankheitsbild und die unterschiedliche Schwere der Erkrankung verantwortlich sind, zu klären, untersuchen wir den Replikationszyklus verschiedener Hantavirusspezies in vitro und analysieren Krankheitsverläufe von Patienten mit akuter Hantavirusinfektion.

Wir konnten zeigen, dass eurasische pathogene Hantaviren verschiedene Zelltypen der Niere direkt infizieren. Sowohl Zellen des Glomerulus (Podozyten, Mesangial- und Endothelzellen) als auch epitheliale Zellen des Tubulus sind Zielzellen der Viren.

Die Infektion führt zu morphologischen und funktionellen Änderungen der infizierten Zellen. Die beobachtete Störung der Zell-Zellkontakte und Verschlechterung der Adhäsions- und Migrationsfähigkeit der Zellen tragen zum Verlust der Barrierefunktion der Niere bei. Diese Effekte sind zelltypspezifisch, daher ist die Nutzung renaler humaner Zellen als relevantes Zellkultursystem unabdingbar. Für nicht- oder wenig-pathogene Hantaviren wie das Tulavirus sind humane Nierenzellen hingegen nicht permissiv.

Somit ist die direkte Infektion der Niere durch pathogene Hantaviren ein entscheidender Faktor bei der Entstehung des Hantavirus-induzierten Nierenversagens. Neben diesen direkten Effekten untersuchen wir auch den Einfluss löslicher Faktoren auf den Krankheitsverlauf. Die Analyse von Schädigungsmarkern in Serum und Urin soll Signalwege aufdecken, die zur Störung der Barrierefunktion der Niere beitragen.

 

Projekt-Leitung

PD Dr. rer. nat. Ellen Krautkrämer
ellen_krautkraemer@med.uni-heidelberg.de

+49 6221 9112 227

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Beteiligte Personen

Lukas Bögelein (cand. med.)
Ann-Kathrin Friedrich (cand. med. dent.)
Gefion Gruber (cand. med. dent.)
Dr. Christian Nusshag
Pamela Schreiber (M. Sc.)
Josephine Uhrig (TA)