Düsseldorf – Am 23. November 2019 verlieh der DN e.V. den mit 8.000 Euro dotierten Bernd Tersteegen-Preis an Herrn Prof. Dr. Peter Boor, Aachen, für seine Arbeit „Elastin imaging enables noninvasive staging and treatment monitoring of kidney fibrosis“.
Chronische Nierenerkrankungen betreffen mehr als 10% der Weltbevölkerung, sind mit einer hohen Morbidität verbunden und eine der häufigsten Todesursachen weltweit. Das pathophysiologische Korrelat und derzeit der beste Prädiktor für das Fortschreiten von chronischen Nierenerkrankungen ist die Nierenfibrose [1,2]. Abgesehen von Nierenbiopsien, die invasiv sind und limitiert durch Stichproben-Fehler, stehen zurzeit keine spezifischen Verfahren für Diagnose und Monitoring des Ausmaßes der Nierenfibrose zur Verfügung. Eine solche Methode wäre von erheblicher Bedeutung nicht nur für die translationale Forschung aber auch für das Patientenmanagement und die Behandlungsentscheidungen. In diesem Zusammenhang wurde die Entwicklung spezifischer molekularer Bildgebungsmittel und -ansätze zu Recht als eine der größten Herausforderungen in der Nephrologie identifiziert [3,4].
Die Arbeit [5] beschreibt den ersten spezifischen Ansatz für die nicht-invasive Beurteilung der Nierenfibrose mittels molekularer MRT von Elastin, einem extrazellulärem Matrix-Protein. Um die Relevanz von Elastin als Fibrose-Biomarker zu bestätigen und validieren, wurde die Elastinexpression in sieben verschiedenen Nagetiermodellen der Nierenfibrose mittels verschiedener Methoden umfassend evaluiert, und die Ergebnisse wurden in einer großen Kohorte von Nierenbiopsien und Nierengeweben aus Patienten mit den zwölf häufigsten Nierenerkrankungen bestätigt. Diese Daten zeigten, dass Elastin das Ausmaß der Nierenfibrose unabhängig von den unterliegenden Krankheiten abbildet und gut geeignet für molekulare Bildgebung ist. Anschließend wurde das elastinspezifische molekulare Bildgebungsmittel ESMA zusammen mit optimierten MR-Bildgebungsprotokollen verwendet, um das Ausmaß der Nierenfibrose nicht-invasiv zu visualisieren und zu quantifizieren. Die Bildgebung wurde auch in verschiedenen Mausmodellen der Nierenfibrose getestet. Durch umfassende Experimente, unter anderen durch ex vivo und in vivo Kompetitionsexperimente, wurde gezeigt, dass die Bildgebung sehr spezifisch Elastin darstellt. Die ESMA-basierte molekulare MRT konnte auch in relativ kurzen Zeiträumen in gleichen Tieren wiederholt werden und zeigte somit die Anwendbarkeit für longitudinales Monitoring der Fibrose.
Diese Studien liefern erste und wichtige Erkenntnisse für die Anwendung von molekularen ECM-basierten Biomarkern in der Nierenfibrose und in Nierenerkrankungen im weiteren Sinne. Die nicht-invasive, spezifische Bildgebung der Fibrose könnte eine verbesserte translationale Forschung, ein individualisiertes Patientenmanagement und verbesserte Behandlungsentscheidungen in Patienten mit chronischen Nierenerkrankungen ermöglichen.
Den mit 2.600 Euro dotierten Georg Haas-Preis, die Auszeichnung des DN e.V. für herausragende Promotionsarbeiten, erhielt Frau Dr. Stefanie Haas aus Bremen für ihre Arbeit „Untersuchung der systemischen Hämodynamik bei Hämodialysepatienten und deren prognostische Relevanz“.
Die Messung des Shuntflusses (AF) und des Herzzeitvolumens (CO) mittels Ultraschall-Dilution während einer Hämodialyse kann zur Erkennung von Patienten mit einem zu hohen Shuntfluss und/oder einer kardialen Einschränkung eingesetzt werden. Daten hierzu sind bei einem großen Patientenkollektiv nicht vorhanden und die prognostische Wertigkeit dieser Parameter ist unklar.
In dieser prospektiven Querschnittstudie wurden AF und CO zu Beginn und am Ende der Hämodialyse in einer großen Kohorte von n=215 stabilen HD-Patienten mittels des Transonic HD03-Monitors erfasst und weitere Parameter (Herzindex CI, systemischer Herzindex SCI, Sauerstoffangebotsindex DO2I, peripherer Widerstand PR, zentraler Blutvolumenindex CBVI) berechnet. Bei einer Subgruppe (n=82) Patienten konnten durch die Dilutionskurven der CO-Messungen weitere Parameter (Totale Ejektionsfraktion TEF; Totaler enddiastolischer Volumenindex TEDVI) bestimmt werden. Die Ergebnisse wurden mit den klinischen Parametern, den Ergebnissen der Bioimpedanzmessung und den kardialen Biomarkern korreliert.
Während der CI, SCI und die TEF die systolische Funktion widerspiegeln, gibt der TEDVI Auskunft über die ventrikulare Füllung während der Diastole. Dies zeigt sich auch im Abfall des TEDVI in Abhängigkeit von der Ultrafiltration. Ein erhöhter TEDVI war mit einer erhöhten Mortalität verbunden. Eine signifikante Korrelation zwischen dem TEF oder TEDVI und dem systolischen RR besteht nicht. Die Messung der Parameter TEF und TEDVI sind für chronische HD-Patienten von prognostischer Relevanz und zeigen die enorme Bedeutung einer eingeschränkten systolischen kardialen Funktion und die Wichtigkeit des Volumenmanagements für das Überleben von HD-Patienten auf.
Herr Dr. Dr. Timo Speer aus Homburg/Saar erhielt die Sonderauszeichnung des Wissenschaftlichen Instituts für Nephrologie für seine Arbeit „1. Association between urinary dickkopf-3, acute kidney injury, and subsequent loss of kidney function in patients undergoing cardiac surgery: an observational cohort study 2. Dickkopf-3 (DKK3) in Urine Identifies Patients with Short-Term Risk of eGFR Loss“.
Herzchirurgische Eingriffe sind mit einem hohen Risiko für das Auftreten eines postoperativen akuten Nierenversagens sowie einer nachfolgenden weiteren Verschlechterung der Nierenfunktion assoziiert. In der vorliegenden Arbeit wurde der klinische Nutzen der Bestimmung von Dickkopf-3 (DKK3) im Urin, einem tubulären Stressmarker, zur präoperativen Identifikation von Patienten mit einem erhöhten Risiko für ein postoperatives akutes Nierenversagen untersucht.
In der ‚Derivation Cohort‘ wurden Patienten, die eine elektive Herz-Operationen am Universitätsklinikum des Saarlandes, Homburg/Saar, erhalten haben, eingeschlossen. Die Ergebnisse wurden in der RenalRIP-Studie validiert. Hierbei handelt es sich um Patienten, die ebenfalls eine elektive Herz-Operation erhielten und die entweder zu einer ischämischen Prä-Konditionierung oder einer Kontroll-Intervention randomisiert wurden. Der Zusammenhang zwischen präoperativem DKK3/Kreatinin im Urin und dem Risiko eines postoperativen akuten Nierenversagens und der Veränderung der Nierenfunktion zum Entlasszeitpunkt sowie im weiteren Verlauf wurde untersucht.
Bei 733 Patienten in der ‚Derivation Cohort‘ waren DKK3/Kreatinin Konzentrationen >471 pg/mg mit einem signifikant erhöhten Risiko für ein akutes Nierenversagen assoziiert (OR: 1.65, 95 % CI: 1.10-2.47, p=0.015). Dieser Zusammenhang war unabhängig von der Nierenfunktion vor OP. Im Vergleich zu anderen klinischen und laborchemischen Parametern verbesserte DKK3 signifikant die Prädiktion eines akuten Nierenversagens (net reclassification improvement 0.32, 95 % CI: 0.23-0.42, p<0.0001). Hohe DKK3-Urinkonzentrationen waren unabhängig mit einer schlechteren Nierenfunktion bei Krankenhaus-Entlassung und auch 820 Tage nach Entlassung assoziiert. In der RenalRIP-Studie waren präoperative DKK3/Kreatinin -Konzentrationen > 471 pg/mg mit einem signifikant erhöhten Risiko für ein akutes Nierenversagen (OR 1.94, 95 % CI: 1.08-3.47, p=0.026), einer persistierenden Nierenfunktionseinschränkung (OR 6.67, 95 % CI 1.67-26.61, p=0.0072) sowie einer persistierenden Dialysepflichtigkeit (OR 13.57, 95 % CI 1.50-122.77, p=0.020) 90 Tage nach Entlassung assoziiert. Urin-DKK3/Kreatinin-Konzentrationen > 471 pg/mg waren nur bei Patienten in der Kontrollgruppe mit einem signifikant höheren Risiko für ein akutes Nierenversagen (OR 2.79, 95 % CI 1.45-5.37) und einer persistierenden Nierenfunktionseinschränkung (OR 3.82, 95 % CI 1.32-11.05) assoziiert, aber nicht bei Patienten, die eine ischämische Präkonditionierung erhalten haben.
Der Einsendeschluss für die Bewerbungen um den Bernd Tersteegen- und Georg Haas-Preis 2020 ist am 20. Juli 2020.
1. Djudjaj S, Boor P. Cellular and molecular mechanisms of kidney fibrosis. Mol Aspects Med 2018 doi: 10.1016/j.mam.2018.06.002[published Online First: Epub Date]|.
2. Klinkhammer BM, Goldschmeding R, Floege J, Boor P. Treatment of Renal Fibrosis-Turning Challenges into Opportunities. Adv Chronic Kidney Dis 2017;24(2):117-29 doi: 10.1053/j.ackd.2016.11.002[published Online First: Epub Date]|.
3. Floege J, Mak RH, Molitoris BA, Remuzzi G, Ronco P. Nephrology research–the past, present and future. Nat Rev Nephrol 2015;11(11):677-87 doi: 10.1038/nrneph.2015.152[published Online First: Epub Date]|.
4. Baues M, Dasgupta A, Ehling J, et al. Fibrosis imaging: Current concepts and future directions. Adv Drug Deliv Rev 2017;121:9-26 doi: 10.1016/j.addr.2017.10.013[published Online First: Epub Date]|.
5. Sun Q, Baues M, Klinkhammer BM, et al. Elastin imaging enables noninvasive staging and treatment monitoring of kidney fibrosis. Sci Transl Med 2019;11(486) doi: 10.1126/scitranslmed.aat4865[published Online First: Epub Date]|.
