Endotheliale Biomarker und endotheliale Dysfunktion bei akuten und chronischen Nierenerkrankungen
Das Endothel: Die Schnittstelle von Nieren- und Herz-Kreislauf-Erkrankungen
Das vaskuläre Endothel ist weit mehr als eine passive Barriere; es ist ein hochaktives Organ, das den Gefäßtonus, Entzündungen, die Blutgerinnung und die Gewebedurchblutung reguliert. Bei der akuten Nierenschädigung (AKI), der chronischen Nierenerkrankung (CKD) und nach einer Nierentransplantation ist die endotheliale Dysfunktion ein entscheidendes frühes Ereignis. Der Zusammenbruch der endothelialen Gesundheit treibt die mikrovaskuläre Rarefizierung voran, fördert interstitielle Fibrose und initiiert eine maladaptive Gewebereparatur. Zusammen mit Entzündungsprozessen schafft ein geschädigtes Endothel einen gemeinsamen mechanistischen Weg, der den kardiorenalen Crosstalk vermittelt, die Anfälligkeit für weitere vaskuläre Schäden erhöht und die Fähigkeit des Körpers zur Gewebereparatur beeinträchtigt.
Entschlüsselung „vaskulärer Signale“ durch endotheliale Biomarker
Um den klinischen Verlauf von Patienten besser vorhersagen und die zugrunde liegende Pathologie von Nierenerkrankungen besser verstehen zu können, untersucht unser Labor zirkulierende endotheliale Biomarker. Traditionelle klinische Parameter und tubuläre Stressmarker erfassen das volle Ausmaß der vaskulären Vulnerabilität oft nicht.
Unsere laufenden Arbeiten zielen darauf ab:
Unser Verständnis der Regulation und Freisetzung endothelialer Biomarker zu verbessern;
Den Zusammenhang zwischen sFlt-1, Schädigungen der Glykokalyx und der endothelialen Funktion zu untersuchen;
Profile endothelialer Biomarker bei AKI und CKD zu vergleichen, um spezifische endotheliale Subphänotypen zu identifizieren, die den Übergang von AKI zu CKD vorantreiben;
Die Integration endothelialer Biomarker in klinische Risikomodelle zu bewerten.
Zugehörige Publikationen:
Di Marco GS, Beul K, Bormann E, Pavenstädt H, Brand M. Endothelial biomarkers predict renal and cardiovascular outcomes after acute kidney injury. Clin Kidney J. 2026; 19(9):sfag277.
Increased soluble fms-like tyrosine kinase 1 after ischemia-reperfusion contributes to adverse clinical outcomes following kidney transplantation. Kidney Int. 2019; 95(5):1091-1102.
sFlt-1: Vom Biomarker zum aktiven Mediator mikrovaskulärer Schäden
Die CKD ist durch einen Zustand der Antiangiogenese gekennzeichnet, der durch die Akkumulation von Faktoren angetrieben wird, die die Endothelfunktion und -reparatur beeinträchtigen. Ein Hauptschwerpunkt unserer Forschungsgruppe ist ein solches antiangiogenes Protein: die lösliche fms-ähnliche Tyrosinkinase 1 (sFlt-1). Als lösliche Form des VEGF-Rezeptors 1 fungiert sFlt-1 als natürlicher Köderrezeptor (Decoy), der den vaskulären endothelialen Wachstumsfaktor (VEGF) neutralisiert und so der Mikrovaskulatur essenzielle Überlebenssignale entzieht. Durch einen stark translationalen Ansatz – der Patientenkohorten mit In-vivo- und In-vitro-Modellen kombiniert – hat unser Labor die Doppelrolle von sFlt-1 sowohl als leistungsstarken Biomarker als auch als aktiven Treiber mikrovaskulärer Erkrankungen aufgedeckt.
Zugehörige Publikationen:
Schulz A, Drost CC, Hesse B, Beul K, Boeckel GR, Lukasz A, Pavenstädt H, Brand M, Di Marco GS. The Endothelial Glycocalyx as a Target of Excess Soluble Fms-like tyrosine kinase-1. Int J Mol Sci. 2023; 24(6):5380.
Schulz A, Drost CC, Hesse B, Beul K, Brand M, Di Marco GS. The soluble Fms-like tyrosine kinase-1 contributes to structural and functional changes in endothelial cells in chronic kidney disease. Int J Mol Sci. 2022; 23(24):16059.
Increased soluble fms-like tyrosine kinase 1 after ischemia-reperfusion contributes to adverse clinical outcomes following kidney transplantation. Kidney Int. 2019; 95(5):1091-1102.
Di Marco GS, Kentrup D, Reuter S, Mayer AB, Golle L, Tiemann K, Fobker M, Engelbertz C, Breithardt G, Brand E, Reinecke H, Pavenstädt H, Brand M. Soluble Flt-1 links microvascular disease with heart failure in CKD.Basic Res Cardiol. 2015; 110(3):30.
Di Marco GS, Reuter S, Kentrup D, Grabner A, Amaral AP, Fobker M, Stypmann J, Pavenstädt H, Wolf M, Faul C, Brand M. Treatment of established left ventricular hypertrophy with fibroblast growth factor receptor blockade in an animal model of CKD. Nephrol Dial Transplant. 2014; 29(11):2028-2035.
Di Marco GS, Reuter S, Hillebrand U, Amler S, König M, Larger E, Oberleithner H, Brand E, Pavenstädt H, Brand M. Soluble VEGF receptor Flt1 (sFlt-1) contributes to endothelial dysfunction in chronic kidney disease. J Am Soc Nephrol. 2009;20(10):2235-45.