• Neue Medikamente kurbeln die Nierenfunktion an

    Kollaboration mit akademischen Forschern

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    Im Duett gegen Giftstoffe in der Blutbahn: Erkrankungen der Nieren können schnell lebensbedrohlich werden – deswegen wollen Forscher Schädigungen schneller erkennen und behandeln.

Wenn Abfallstoffe sich im Körper anreichern, kommt es zu Problemen: Beim chronischen Nierenversagen nimmt die Leistungsfähigkeit des Filterorgans ab, bis es seinen Dienst komplett quittiert. In einer Kollaboration mit US-amerikanischen Nierenspezialisten wollen BayerForscher neue Medikamente finden und das Leben von Patienten verbessern.

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  • Herausforderung:
    Nierenschäden können zu schweren chronischen Krankheiten führen. Wenn erste Symptome auftreten, kann es zu spät sein und eine Heilung ist nicht mehr möglich.
  • Lösung:
    Bayer-Forscher untersuchen mit Nierenspezialisten aus den USA, wie Nierenkrankheiten entstehen und wie es zu Langzeitschäden kommt. Ziel dieser Zusammenarbeit ist die Entwicklung neuer Wirkstoffe zum Schutz vor chronischen Schäden.
  • Nutzen:
    Bislang gibt es wenige Medikamente für Menschen mit Nierenerkrankungen. Neue Wirkstoffe könnten Patienten im frühen Stadium einer Krankheit helfen, ehe sie dramatische Folgen bis hin zu Organversagen hat.
Gemeinsam für gesunde Nieren: Die Bayer-Forscher Dr. Michael Becker (Foto 1) und Professor Frank Eitner (Foto 2) aus Wuppertal, Deutschland, kollaborieren mit Professor Raymond Harris (Foto 3) von der Universität Vanderbilt, USA.
Professor Frank Eitner
Standort Wuppertal
Professor Raymond Harris
Standort Universität Vanderbilt, USA

Ohne funktionsfähige Nieren überlebt der menschliche Körper nur wenige Tage. Denn viele Substanzen, die sonst über den Harn ausgeschieden werden, reichern sich dann an – beispielsweise Harnstoff. Dieses Abbauprodukt sorgt dafür, dass kein giftiger Ammoniak entsteht. Doch auch Helfermoleküle wie Harnstoff müssen den Körper verlassen. Bei Patienten mit weit fortgeschrittenem chronischen Nierenversagen gelangen Substanzen aus dem Urin dagegen ins Blut (Urämie) – ein, lebensbedrohlicher Zustand.

„Wir wollen dafür sorgen, dass es nicht so weit kommt. Deswegen suchen wir nach neuen Wirkstoffen, die Patienten mit Nierenkrankheiten helfen“, sagt Professor Frank Eitner, verantwortlich für die Forschung an Nierenerkrankungen bei Bayer. Seit 2017 arbeiten Bayer-Nierenspezialisten mit US-Kollegen von der Universität Vanderbilt in Nashville zusammen. Dort erforschen Wissenschaftler seit Jahrzehnten die Grundlagen vieler Krankheiten der Niere. „Wir sind ein Universitätsklinikum und haben daher bei all unseren Bemühungen die Anwendung am Patienten vor Augen“, sagt MedizinProfessor Raymond Harris. Gemeinsam mit Bayer-Teams treiben die VanderbiltForscher einige vielversprechende Projekte voran: „Die Gruppen arbeiten jeweils an verschiedenen Signalwegen. Hier wollen sie in den Stoffwechsel der Zellen eingreifen und die Nierenfunktion verbessern“, ergänzt Eitner. Die Experimente sind unterschiedlich weit fortgeschritten, aber alle befinden sich noch in der präklinischen Phase – das heißt sie wurden bisher nicht am Menschen getestet.

Herz und Nieren: Zwei untrennbare Partner

Die Blutzirkulation versorgt jede Zelle im Körper mit Nährstoffen und stellt sicher, dass Stoffwechselendprodukte abtransportiert werden. Nur so ist der menschliche Körper überlebensfähig. Zwei Organe, die entscheidend für diesen Prozess sind, sind das Herz und die Nieren. Der Lebensmuskel sorgt dafür, dass der Blutstrom bestehen bleibt, während die beiden Nieren dafür sorgen, dass überflüssiges Wasser und Abfallstoffe ausgeschieden werden.

In den kleinen Filtereinheiten der Nieren, den Glomeruli, wird ein Teil der Blutflüssigkeit abgepresst. Große Bestandteile wie Zellen und Eiweiße bleiben im Blutgefäß. So entstehen an den Nieren rund 180 Liter Primärharn, der im Inneren des Organs stark aufkonzentriert wird. Deswegen scheidet ein Mensch mit rund 1,5 Litern pro Tag letztendlich deutlich weniger Flüssigkeit aus. Sind die Nieren geschädigt kann der Blutdruck steigen, was das Filterorgan selbst und das Herz schwächt. Deswegen ist es wichtig, beide Organe im Blick zu behalten und Medikamente entsprechend zu wählen. Nur so bleibt das feine Gleichgewicht der beiden Organe bestehen

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Im Jahr 2015 starben rund 1,2 Millionen Menschen weltweit an Nierenversagen.
Quelle: WHO

Ausgangspunkt der Forscher sind die Krankheitsursachen. Das sind Verletzungen der Niere, zum Beispiel durch Diabetes, eine mangelhafte Durchblutung aber auch Bluthochdruck. Deswegen sind die Nieren von Patienten mit Herzerkrankungen besonders gefährdet. Chronisches Nierenversagen entwickelt sich über einen langen Zeitraum hinweg, zu spürbaren Effekten kommt es häufig erst spät. Dann ist schon viel passiert: „Ist die Niere geschädigt, kommt es häufig zu einem paradoxen Phänomen. Zerstörte Zellen werden nicht durch den gleichen Zelltyp ersetzt, sondern durch Bindegewebszellen – genannt Fibroblasten. Es entsteht eine Fibrose, bei der funktionsfähiges Nierengewebe durch überschüssiges Bindegewebe ersetzt wird – dadurch sinkt die Leistungsfähigkeit des Filterorgans kontinuierlich“, erklärt Harris. Ein bestimmter Anteil von Bindegewebe ist wichtig für die Organstruktur. Eine Fibrose führt allerdings letztlich zu Organversagen. Im Endstadium sind Patienten auf die Dialyse oder eine Nierentransplantation angewiesen. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation starben im Jahr 2015 rund 1,2 Millionen Menschen weltweit an Nierenversagen. Das Grundproblem kennt Harris aus seinem Alltag in der Klinik: „Es gibt bislang nur wenige Medikamente, um Patienten zu helfen, die an Nierenerkrankungen leiden.“

Niere

Ein Hochleistungsfilter: Der Urin entsteht, indem das Blut in der Nierenrinde filtriert wird. Dann wird der sogenannte Primärharn zur Mitte des Organs hin bis zum Harnleiter aufkonzentriert.

Deswegen analysieren die Forschergruppen, die Teil der Kollaboration sind, unterschiedliche molekulare Ziele. So wollen sie neue präklinische Wirkstoffkandidaten finden. Am weitesten fortgeschritten ist das Kollaborationsprojekt eines Teams, das von Dr. Michael Becker, Laborleiter bei Bayer und Harris gemeinsam geleitet wird. „Wir hatten bei Bayer intern bereits ein Molekül identifiziert, das einen ursächlichen Signalweg für die Fibrose von Organen beeinflusst“, erklärt Becker. Einige Vanderbilt-Forscher hatten genau diesen Signalweg bereits intensiv untersucht. „So konnten wir unseren Rohdiamanten dank des Grundlagenwissens der Vanderbilt-Forscher schnell weiterentwickeln“, ergänzt Eitner. Aktuell optimiert das Team um Becker und Harris den Wirkstoffkandidaten, damit er seine Funktion noch besser erfüllen kann: „Bis 2020 wollen wir das Molekül so weit entwickelt haben, dass es im Menschen getestet werden kann“, sagt Becker.

Auch Diabetes kann zu chronischem Nierenversagen mit einer begleitenden Fibrose führen. „In den anderen Projekten verfolgen wir unterschiedliche Strategien, um Patienten mit dieser Krankheit neue Medikamente zur Verfügung zu stellen“, sagt Eitner. Und sein Kollege Becker ergänzt: „Wir lernen täglich voneinander, um das Leben von Patienten mit chronischen Nierenerkrankungen zu verbessern.“

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