AG Elektrolyt- und Wasserhaushalt

Die Aufrechterhaltung der normalen Elektrolytkonzentration im Blut ist eine wichtige Voraussetzung für das ungestörte Ablaufen vieler physiologischer Prozesse in unserem Körper. So können Elektrolytentgleisungen zu vielfältigen Krankheitsbildern führen. Eine Störung im Kaliumhaushalt, in Form einer Hypo- oder Hyperkaliämie, führt zu veränderter Erregbarkeit und begünstigt somit die Entstehung von kardialen Arrhythmien. Hingegen begünstigt ein gestörter Natrium- und Wasserhaushalt die Entstehung von Bluthochdruck. Das zentrale Organ für die Aufrechterhaltung des Elektrolyt- und Wasserhaushaltes ist die Niere. Sowohl hormonelle Regelkreise als auch die Elektrolytzusammensetzung des Plasmas nehmen Einfluss auf diese Funktionen der Niere.

Ziel unserer Arbeitsgruppe ist es, das Zusammenwirken der verschiedenen Einflussfaktoren auf die renale Elektrolyt- und Wasserausscheidung zu verstehen. Im Fokus stehen dabei einerseits die Wirkung des Renin-Angiotensin-Aldosteron-System und andererseits die modulierenden Einflüsse der Elektrolyte auf die renalen Elektrolyttransporter und deren regulierende Proteine.

AG Hämodynamik

Bluthochdruck gilt als Volkskrankheit. Obgleich es zahlreiche Möglichkeiten der therapeutischen Intervention gibt, ist die Entstehung dieser Erkrankung in den meisten Fällen nicht ausreichend erklärbar. Ziel unserer AG ist es, die physiologischen Mechanismen der Blutdruckregulation aufzuklären, Auswirkungen von Störungen in den verschiedenen Regelkreisen genauer zu untersuchen und gegebenenfalls neue therapeutische Optionen aufzuzeigen. Den Fokus legen wir hierbei vor allem auf Ionenkanäle in der Gefäßmuskulatur, hormonelle Regelkreise und spezielle Komponenten des Immunsystems.

AG Herzfunktion

AG Subzelluläre Physiologie

Membranous nephropathy (MN) is the most common cause of adult nephrotic syndrome. Primary MN is characterized by circulating autoantibodies against podocyte antigens, such as the phospholipase A2 receptor (PLA2R1) or the thrombospondin type -1 domain- containing 7A (THSD7A), and an increased expression of PLA2R1 and THSD7A protein but not transcript in podocytes.

We demonstrated that persistent podocyte injury in human and rodent models of MN is characterized by an upregulation of proteolytic systems such as the ubiquitin proteasome system (UPS) in podocytes. With disease progression, the UPS is overwhelmed in podocytes, resulting in an accumulation of damaged and poly-ubiquitinated proteins. The ubiquitin-C-terminal hydrolase-L1 (UCH-L1), a central de-ubiquitinating enzyme of the neuronal UPS, is de novo expressed in podocytes in human and rodent MN. There, UCH-L1 is involved in the accumulation of proteins in the cytoplasm of injured podocytes. Chemical inhibition of UCH-L1 hydrolysis function ameliorates proteinuria and decreases protein accumulation in rodent MN.

We therefore hypothesize that misregulated protein degradation plays a central role in the development and persistence of podocyte injury such as in membranous nephropathy. A specific modulation of UPS components could be a new therapeutic option in MN. Our main interests lie in

• Addressing the functional role of the UPS, specifically of the proteasome and of proteasome activators, in orchestrating podocyte injury and renal inflammation.
  
• In studying the involvement of the UPS and autophagosomal/lysosomal pathways in THSD7A homeostasis in affected podocytes following exposure to autoantibodies. Our studies will result in a better understanding of the role of podocyte antigen recycling in MN.
  
• In analyzing the role of specific UPS players such as UCH-L1 in the development of podocyte injury and as biomarkers for persistent podocyte injury.
  
• In analyzing post-translational mechanisms of podocyte-parietal epithelial cell transdifferentiation as a potentially regenerative response to injury.