Arietta Lucia Lotz

• Ausgangspunkt der Arbeit ist die klinische Beobachtung, dass Patienten mit arteriellem Hypertonus vermehrt Nierenerkrankungen entwickeln. Dabei zeigten sich in der Subgruppenanalyse vor allem erhöhte Inzidenzen der Niereninsuffizienz und der Nierenzellkarzinome. Als möglicher Pathomechanismus steht das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS-System) im Vordergrund. Dabei wird postuliert, dass erhöhte Angiotensin II-Spiegel zu einem Missverhältnis zwischen den Oxidations- und Reduktionspartnern in der Zelle führen, wodurch sich das oxidativeAusgangspunkt der Arbeit ist die klinische Beobachtung, dass Patienten mit arteriellem Hypertonus vermehrt Nierenerkrankungen entwickeln. Dabei zeigten sich in der Subgruppenanalyse vor allem erhöhte Inzidenzen der Niereninsuffizienz und der Nierenzellkarzinome. Als möglicher Pathomechanismus steht das Renin-Angiotensin-Aldosteron-System (RAAS-System) im Vordergrund. Dabei wird postuliert, dass erhöhte Angiotensin II-Spiegel zu einem Missverhältnis zwischen den Oxidations- und Reduktionspartnern in der Zelle führen, wodurch sich das oxidative Potential der Zelle ändert, und es vermehrt zur Bildung von Radikalen (ROS) kommt, die meist ungepaarte Elektronen in der Valenzschale oder instabile Verbindungen enthalten, wodurch sie besonders reaktionsfreudig mit Proteinen, Lipiden, Kohlenhydraten und auch der DNA interagieren. In der Folge kommt es zu DNA-Veränderungen in Form von Doppel- oder Einzelstrangbrüchen, DNA-Protein-Crosslinks, Basenmodifikationen und Basenverlusten, wodurch sich ein hohes mutagenes Potential ergibt. Dieser Ansatz zur Pathophysiologie bestätigte sich auch an den hier verwendeten porkinen Nierenzellmodell. Dabei zeigte sich nicht nur eine Veränderung der genomischen Stabilität nach Exposition gegenüber erhöhten Angiotensin II-Spiegeln, sondern auch eine Veränderung der DNA in Abhängigkeit von der Expositionsdauer der Zellen. Als nächster Schritt konnte die Modulation der Transkriptionsfaktoren Nrf 2 und NF-κB durch die Behandlung mit Angiotensin II und Sulforaphan nachgewiesen werden. Bei der Behandlung mit Sulforaphan ließ sich eine Nrf 2-Induktion nachweisen mit vermehrter Expression von antioxidativen und detoxifizierender Enzyme. Weiterhin zeigte sich im Rahmen der Behandlung erniedrigte NF-κB-Level. Bei der Modulation durch Angiotensin II stellte sich zunächst ein signifikant erniedrigtes Level an Nrf 2 in den Zellen dar, das im Verlauf von 24 Stunden anstieg und konsekutiv ließ sich eine maximale Proteinexpression zwischen 24 und 48 Stunden messen. Weiterhin wiesen die Zellen, die mit Angiotensin II behandelt wurden, erhöhte NF-κB Mengen/Zelle auf. Zudem zeigte sich der Einfluss erhöhter Glucosekonzentrationen auf eine progrediente genomischen Instabilität, die Veränderung der Transkriptionsfaktoren mit erhöhter Nrf 2-Induktion und mit Deregulation des Transkriptionsfaktors NF-κB wurde durch die Behandlung mit Sulforaphan nachgewiesen. Aufgrund dieser Rolle in der Tumorgenese sind mittlerweile einige Bestandteile des NF-κB- und des Nrf 2-Signalweges und auch Nrf 2-Aktivatoren wie Sulforaphan wichtige Zielstrukturen für die Entwicklung neuer Medikamente und Therapieoptionen. Besonders zeigt sich hierbei die Wichtigkeit bei Diabetes induzierten kardiovaskulären Folgeschäden mit frühzeitiger medikamentöser Behandlung.…
• The starting point of this work is the clinical observation that patients with arterial hypertension develop more renal diseases. The subgroup analysis showed an increased incidence of renal insufficiency and renal cell carcinoma. The renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS system) has been implicated as a possible pathomechanism. It is postulated that increased angiotensin II levels lead to a mismatch between the oxidation and reduction partners in the cell, which alters the oxidative potential of the cell and results in increased formationThe starting point of this work is the clinical observation that patients with arterial hypertension develop more renal diseases. The subgroup analysis showed an increased incidence of renal insufficiency and renal cell carcinoma. The renin-angiotensin-aldosterone system (RAAS system) has been implicated as a possible pathomechanism. It is postulated that increased angiotensin II levels lead to a mismatch between the oxidation and reduction partners in the cell, which alters the oxidative potential of the cell and results in increased formation of radicals (ROS), most of which contain unpaired electrons in the valence shell or unstable compounds, making them particularly reactive with proteins, lipids, carbohydrates, and DNA. As a result, DNA changes occur in the form of double or single strand breaks, DNA-protein crosslinks, base modifications, and base losses, resulting in a high mutagenic potential. This approach to pathophysiology was also confirmed in the porky kidney cell model. This showed not only a change in genomic stability after exposure to elevated angiotensin II levels, but also a change in DNA depending on the duration of exposure of the cells. Next, modulation of the Nrf 2 and NF-κB transcription factors by angiotensin II and sulforaphane treatment was demonstrated. Treatment with sulforaphane showed Nrf 2 induction with increased expression of antioxidant and detoxifying enzymes. Furthermore, treatment revealed decreased NF-κB levels. When modulated by angiotensin II, cells initially showed a significantly reduced level of Nrf 2, which increased over the course of 24 hours. In addition, cells treated with angiotensin II demonstrated increased NF-κB levels. Moreover, the influence of increased glucose concentrations on progressive genomic instability, the alteration of transcription factors with increased Nrf 2 induction and with deregulation of the transcription factor NF-κB was demonstrated by treatment with sulforaphane. Because of this role in tumorigenesis, some components of the NF-κB and Nrf 2 signaling pathways, as well as Nrf 2 activators such as sulforaphane, are now important targets for the development of new drugs and therapeutic options. The importance of this is particularly evident in diabetes-induced cardiovascular complications with early drug treatment.…