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CD-Labor für Metaflammation in der Peritonealdialyse

Multimodale Integration von Bildgebung und Omics-Technologien zur integrativen Analyse biologischer Zusammenhänge im Kontext von Immunmetabolismus und Entzündungsprozessen: Kombination verschiedener bildgebender und analytischer Verfahren – darunter Histologie, Proteomics, Metabolomics, Immunfluoreszenz sowie bioinformatische Netzwerkanalysen – zur Untersuchung zellulärer Interaktionen, inflammatorischer Prozesse und metabolischer Signalwege im Gewebe.
Laborleiterin Dr. Rebecca Herzog während einer Operation zur Durchführung eines chronischen in-vivo Modells der Peritonealdialyse.

Die Hauptaufgabe der Nieren besteht in der Filtration des Blutes sowie die Ausscheidung von Abfall- und Giftstoffen über den Urin. Bei einem Nierenversagen verbleiben diese Substanzen im Körper und müssen durch eine Dialyse künstlich entfernt werden. Die Bauchfelldialyse, auch Peritonealdialyse (PD) genannt, nutzt das die Bauchorgane umgebende Bauchfell der Patient*innen als natürliche Filtermembran. Hierbei wird eine spezielle Dialyseflüssigkeit über einen Katheter in die Bauchhöhle eingelassen. Nach mehreren Stunden wird das nun mit Abbauprodukten, Giftstoffen, Salzen und überschüssigem Wasser angereicherte Dialysat wieder abgelassen. Idealerweise überbrücken Dialyseverfahren die Zeit bis zu einer Nierentransplantation.

 

Die Behandlung des chronischen Nierenversagens mittels Dialyse wird jedoch häufig durch Begleiterkrankungen erschwert. Insgesamt resultiert daraus im Vergleich zu gesunden Personen eine etwa 40-fach erhöhte Sterblichkeitsrate. Eine wesentliche Ursache dafür sind chronische Entzündungsprozesse, die mit einer erhöhten Infektanfälligkeit sowie einem gesteigerten Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen einhergehen. Sowohl das Nierenversagen selbst als auch dialysespezifische Nebenwirkungen werden derzeit als Auslöser dieser Entzündungsprozesse diskutiert.

 

Die in der PD verwendeten zuckerhaltigen Dialyseflüssigkeiten tragen zur Entstehung einer sogenannten metabolischen Inflammation (Metaflammation) bei. Diese Form der chronischen, stoffwechselbedingten Entzündung spielt bei zahlreichen Stoffwechselerkrankungen – etwa beim Diabetes mellitus – eine krankheitsfördernde Rolle und ist dort bereits intensiv erforscht. Im Kontext der PD besteht jedoch noch erheblicher Forschungsbedarf.

 

Im CD-Labor für Metaflammation in der PD werden nun die zugrundeliegenden Mechanismen dieser Komplikationen systematisch untersucht, um ein umfassendes wissenschaftliches Verständnis als Basis für neue therapeutische Ansätze zu schaffen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Leber als potenziell entscheidendem und therapeutisch beeinflussbarem Treiber der schädlichen Metaflammation. Die zugrundeliegenden Krankheitsmechanismen und deren Beeinflussbarkeit sollen in experimentellen Modellen der PD erforscht werden.

 

Auch die Bauchhöhle selbst erleidet durch die chronische Behandlung mit PD nicht nur passive Schäden und Vernarbungen. Nach neuesten Erkenntnissen fungiert sie auch als aktives immunologisches Organ. Diese Signale können die Entstehung einer Metaflammation auslösen oder verstärken.

Dieses CD-Labor nutzt innovative und vielversprechende Methoden zur hochauflösenden Darstellung von Proteinen und Genprodukten direkt im Gewebe. Dadurch werden zentrale Krankheitsprozesse sichtbar und gezielt analysierbar, sodass sich daraus innovative therapeutische Strategien ableiten lassen. Durch das gewonnene Verständnis der Metaflammation können neue Dialyselösungen entwickelt werden, die immunologisch günstige Stoffwechselprozesse fördern.

 

Darüber hinaus widmet sich das Labor wichtigen weiterführenden Fragestellungen, zu denen bislang nur wenige Daten vorliegen. Dazu zählen die Bedeutung des Tag-Nacht-Rhythmus in der PD, das Langzeit-Entzündungsgedächtnis nach PD, sowie geschlechtsspezifische Unterschiede in Krankheitsverlauf und Therapie.

 

Zusammengefasst werden im Rahmen dieses CD-Labors völlig neue, hochrelevante Krankheitsmechanismen sowie deren therapeutische Beeinflussbarkeit durch gezielte Interventionen erforscht. Damit werden entscheidende Impulse für Innovationen gesetzt, die nierenkranken PatientInnen an der PD ein längeres und besseres Überleben ermöglichen sollen. Die gewonnenen Erkenntnisse sind zudem über die PD hinaus bedeutsam, da sie das Verständnis durch Metaflammation geprägter Erkrankungen vertiefen und neue therapeutische Ansätze ermöglichen.

Histologische Präparate der Peritonealmembran und des Lebergewebes zur Analyse von Veränderungen, die durch Peritonealdialyse und Metaflammation induziert werden.
Modernste Elektrospray-Massenspektrometrie wird zur Analyse von Metaboliten und Proteinen in Gewebe-, Dialysat- und Blutproben verwendet.