Effekte des Lymphozytenmodulators FTY720 auf den Verlauf der akuten und chronischen Anti-Thy1-induzierten renalen Matrixexpansion

Abstract

Glomerulonephritiden gehören zu den häufigsten Ursachen des terminalen Nierenversagens. Morphologisch findet sich relativ uniform bei den meisten chronischen Nierenleiden als Zeichen der Inflammation neben einer zunehmenden renalen Fibrosierung auch eine oft als unspezifisch eingeschätzte Infiltration des Nierengewebes durch Makrophagen und Lymphozyten. Ziel dieser Arbeit war es, die Rolle von Lymphozyten bei der Pathogenese und Progression akuter und chronischer renaler Matrixexpansion zu charakterisieren. Um dieses Ziel zu erreichen, wurden die Effekte des neuen selektiven Lymphozyteninhibitors FTY720 auf den Verlauf der akuten und chronischen Anti-Thy1-induzierten renalen Matrixexpansion am Tiermodell der Ratte untersucht. Hierbei wurden die Proteinexpression der Fibroseparameter TGF-ß, Fibronektin, PAI-1 und die histogische renale Matrixexpansion 7 Tage nach Induktion der akuten Anti- Thy1-Glomerulonephritis (Protokoll 2), sowie 20 Wochen nach Induktion der chronischen Anti-Thy1-Glomerulosklerose (Protokoll 3) untersucht. Des Weiteren wurden Parameter der Mesangialzelllyse und glomerulären induzierbaren NO- Produktion nach einer fünftägigen Vorbehandlung mit FTY720 24 Stunden nach Induktion der akuten Anti-Thy1-Glomerulonephritis untersucht (Protokoll 1). Als Kontrollen dienten jeweils gesunde und unbehandelte nephritische Tiere und bei den chronischen Versuchen gesunde Tiere mit einer bzw. zwei Nieren. In Protokoll 1 konnte gezeigt werden, dass die FTY720-vermittelte Lymphozyteninhibition keinen signifikanten Einfluss auf die Parameter der Mesangialzelllyse bei akuter Anti-Thy1-Glomerulonephritis hatte. In Protokoll 2 bewirkte die FTY720-vermittelte Lymphozyteninhibition auf die Phase der nachfolgenden Matrixexpansion bei akuter Anti-Thy1-Glomerulonephritis eine deutliche Reduktion der histologischen Marker renaler Matrixakkumulation, der Proteinexpression der Fibroseparameter TGF-ß, Fibronektin und PAI-1 sowie der Proteinurie. Die Ergebnisse in Protokoll 3 zeigten, dass die FTY720-vermittelte Lymphozyteninhibition mit einer deutlichen Reduktion der Nierenfibrose sowohl auf histologischer Ebene als auch auf Proteinexpressionsebene von TGF-ß, Fibronektin und PAI-1 einhergeht. In der gesonderten Betrachtung von Tubulointerstitium und Glomeruli waren die antifibrotischen Effekte von FTY720 im Tubulointerstitium stärker ausgeprägt. Die Verminderung der Krankheitsprogression durch FTY720 ging mit einer reduzierten Proteinurie und gebesserten Nierenfunktion einher. Es konnte gezeigt werden, dass die hochspezifische Reduktion der Lymphozytenzahl im peripheren Blut mit einer äquivalenten Reduktion der Lymphozytenzahl im Nierengewebe einhergeht. Da sich bei einer Vielzahl von primär nicht immun- vermittelten chronischen Nierenerkrankungen, aber auch bei chronisch- fortschreitenden Erkrankungen anderer Organsysteme eine Infiltration durch Lymphozyten findet, kann ein therapeutisches Potential von FTY720 auch bei diesen Erkrankungen vermutet werden.

Glomerulonephritis is a major cause of chronic renal disease and end-stage renal failure. With regard to tissue inflammation most chronic kidney disorders are characterized by a prominent round cell infiltration consisting of macrophages and lymphocytes. To test the hypothesis that lymphocytes participate actively in pathogenesis and progression of acute and chronic renal disease, rats with anti-thy1-induced acute glomerulonephritis and anti- thy1-induced chronic glomerulosclerosis were treated with the novel selective lymphocyte inhibitor FTY720. The actions of FTY720 on markers of tissue fibrosis such as transforming growth factor-ß (TGF-ß), fibronectin and plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1) 7 days after induction of acute anti-thy1-glomerulonephritis (protocol 2) as well as 20 weeks after induction of chronic anti-thy1-glomerulosclerosis (protocol 3) were analyzed. Both glomerular and tubulointerstitial matrix accumulation were determined by scoring matrix expansion histologically. In addition parameters of mesangial cell lysis and glomerular NO-production after a 5 day pre-treatment with FTY720 in acute anti-thy1-glomerulonephritis (protocol 1) were measured. In protocol 1 it was shown, that in acute anti-thy1-glomerulonephritis FTY720-induced lymphocyte inhibition had no significant effects on parameters of mesangial cell lysis and glomerular NO-production. In protocol 2 FTY720-induced lymphocyte inhibition resulted in a significant reduction in renal matrix expansion, protein expression of TGF-ß, fibronectin and PAI-1 as well as in proteinuria. Progression of anti-thy1-glomerulosclerosis was characterized by a marked increase in tubulointerstitial matrix score and cortical protein expression of TGF-ß, fibronection and PAI-1. In protocol 3 treatment with FTY720 largely prevented the disease progression of chronic anti-thy1 glomerulosclerosis towards tubulointerstitial and glomerular fibrosis and renal insufficiancy. The most prominent actions of FTY720 on renal matrix accumulation were observed in the tubulointerstital compartment. The histologic benefits from FTY720 were paralleled by improvement of proteinuria and markers of renal function. FTY720 treatment significantly prevented renal infiltration with CD4-positive and CD8-positive cells. Since progression in other renal disease such as hypertensive and diabetic nephropathy shows a prominent lymphocyte infiltration, FTY720 might be beneficial in these diseases as well. Expanding this perspective, not only chronic renal diseases but fibrotic diseases of other organs such as heart, lung, liver and circulation are histologically characterized by an infiltration with lymphocytes. The therapeutic potential of FTY720 in prevention of chronic organ failure of these organs warrants further investigation.