Tubulusregeneration und Nierenzellkarzinom nach Nierentransplantation - Pathomechanismen

Abstract

Das primäre Ziel dieses Projekts war die Untersuchung der Pathomechanismen, die zur signifikant erhöhten Inzidenz von Nierenzellkarzinomen nach einer Transplantation führen. Die wissenschaftliche Rationale basierte auf der Hypothese, dass der zwangsläufige Ischämie-Reperfusions-Schaden während der Transplantation zu einer akuten Nierenschädigung führt, und daß die Regeneration nach einem AKI durch die klonale Amplifikation von Pax2-positiven renalen Progenitorzellen erfolgt. Dieser an sich regenerative Prozess birgt das Risiko einer malignen Entartung in Form einer Adenom-Karzinom-Sequenz, begünstigt durch die permissive Wirkung immunsuppressiver Therapien. Der Arbeitsplan sah die Etablierung eines Tumor-im-Nierentransplantat-Modells in der Maus vor. Hierbei sollten Spendernieren mit unterschiedlichen kalten Ischämiezeiten (1h vs. 16h) transplantiert werden, um den Einfluss des Schweregrads der akuten Nierenschädigung auf die Tumorentstehung zu evaluieren. Zentrale Untersuchungsmethode sollte das klonale lineage tracing unter Verwendung von Pax2/Confetti-Reportermäusen sein. Durch die Induktion fluoreszierender Proteine in Pax2-Zellen sollte deren Beitrag zur Tubulusregeneration und zur späteren Entwicklung von papillären Adenomen und Karzinomen über einen Beobachtungszeitraum von bis zu 36 Wochen verfolgt werden. Zudem war geplant, den Einfluss gängiger Immunsuppressiva wie Cyclosporin A (pro-tumorigene Wirkung vermutet) und Temsirolimus (mTOR-Inhibitor mit anti-proliferativer Wirkung) auf diese Prozesse systematisch zu vergleichen. Im Verlauf der Projektumsetzung traten jedoch unvorhergesehene substantielle Hindernisse auf, die eine erfolgreiche Durchführung der entscheidenden Versuchsreihen verhinderten. Insbesondere kam es zu erheblichen Verzögerungen und Problemen bei dem initial bewilligten behördlichen Genehmigungsverfahren für die komplexen Tierversuchsprotokolle. Zudem gestaltete sich die Verfügbarkeit und Zucht der spezifischen transgenen Pax2.rtTA; Te-tO.Cre;R26.Confetti-Mauslinien als weitaus schwieriger als antizipiert, was die Bereitstellung einer ausreichenden Anzahl an Versuchstieren für die geplanten Langzeitbeobachtungen unmöglich machte. Aufgrund dieser kumulativen Probleme verzögerten sich die geplanten Arbeiten. Da zudem der Hauptantragsteller, Prof. Joachim Andrassy, aus der LMU München ausgeschieden ist, kann die notwendige Kontinuität und Expertise für dieses hochkomplexe operative Modell vor Ort nicht mehr gewährleistet werden, so dass das zuletzt noch verlängertet Projekt letztlich abgebrochen werden musste. The primary objective of this project was to investigate the pathomechanisms leading to the significantly increased incidence of renal cell carcinoma following transplantation. The scientific rationale was based on the hypothesis that the inevitable ischemia-reperfusion injury during transplantation leads to acute kidney injury (AKI), and that regeneration after AKI occurs through the clonal amplification of Pax2-positive renal progenitor cells. This inherently regenerative process carries the risk of malignant transformation in the form of an adenoma-carcinoma sequence, facilitated by the permissive effects of immunosuppressive therapies. The work plan envisaged the establishment of a tumor-in-kidney-transplant mouse model. In this model, donor kidneys with different cold ischemia times (1h vs. 16h) were to be transplanted to evaluate the influence of the severity of acute kidney injury on tumorigenesis. The central investigative method was to be clonal lineage tracing using Pax2/Confetti reporter mice. By inducing fluorescent proteins in Pax2 cells, their contribution to tubular regeneration and the subsequent development of papillary adenomas and carcinomas was to be tracked over an observation period of up to 36 weeks. Additionally, it was planned to systematically compare the influence of common immunosuppressants such as Cyclosporine A (suspected pro-tumorigenic effect) and Temsirolimus (an mTOR inhibitor with anti-proliferative effects) on these processes. In the course of the project implementation, however, unforeseen substantial obstacles arose that prevented the successful execution of the decisive experimental series. In particular, there were significant delays and problems regarding the initially approved regulatory permitting process for the complex animal testing protocols. Furthermore, the availability and breeding of the specific transgenic Pax2.rtTA; TetO.Cre;R26.Confetti mouse lines proved to be far more difficult than anticipated, making it impossible to provide a sufficient number of experimental animals for the planned long-term observations. Due to these cumulative problems, the planned work was delayed. Furthermore, as the principal investigator, Prof. Joachim Andrassy, has departed from LMU Munich, the necessary continuity and expertise for this highly complex surgical model can no longer be guaranteed on-site. Consequently, the project, which had recently been extended, ultimately had to be discontinued.