Ärzte Zeitung online, 17.10.2013

EHEC und HUS

Wird der Tubulus-Schaden unterbewertet?

Vor zwei Jahren machte die EHEC-Epidemie ganz Deutschland aufmerksam auf eine seltene Erkrankung: das HUS. Jetzt gibt es neue Erkenntnisse zum Pathomechanismus. Offenbar schädigt das Bakterientoxin die Tubuli direkt.

Von Denis Nößler

Wird der Tubulus-Schaden unterbewertet?

EHEC-Erreger.

© Juan Gaertner

BERLIN. Die gravierenden Nierenschäden nach einer EHEC-Infektion könnten offenbar direkt auf eine Wirkung des Bakterientoxins in den renalen Tubuli zurückgehen.

Darauf deuten zumindest neue Forschungsergebnisse einer Arbeitsgruppe um den Pathologen Dr. Stefan Porubský vom Uniklinikum in Mannheim, die auf dem 5. Kongress der Deutschen Gesellschaft für Nephrologie (DGfN) in Berlin vorgestellt wurden.

Demnach könnte der Tubulus-Schaden, der durch das Shigatoxin 2, kurz Stx2, der Enterohämorrhagischen Escherichia coli (EHEC) hervorgerufen wird, womöglich ursächlicher für das Nierenversagen sein als nur die durch das Toxin verursachte thrombotische Mikroangiopathie (TMA).

Bislang wurde vor allem die TMA als Ursache für das hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) angenommen.

Typisch für eine TMA ist die Schädigung des Nierenendothels durch Stx2 und eine Ischämie der kleinen renalen Gefäße durch Thrombozyten. Außerdem zerstört Stx2 Erythrozyten, was im laborklinischen Bild durch Fragmentozyten auffällt.

EHEC-Welle 2011

Zur Erinnerung: Im Frühjahr 2011 war in Deutschland eine der weltweit größten EHEC-Epidemien ausgebrochen. Über 4000 Menschen waren infiziert, mehr als 800 entwickelten ein HUS mit teils schweren Verläufen, 53 Menschen starben.

Vor allem Erwachsene waren betroffen, was für das STEC-HUS - so die andere Abkürzung für das durch Shigatoxin-bildende E. coli hervorgerufene HUS - ungewöhnlich ist. Bekannt war das Syndrom zuvor vor allem als pädiatrische Erkrankung.

Pathophysiologisch ging man bislang davon aus, dass das STEC-HUS vor allem durch die TMA entsteht. Das Toxin bindet nach dieser Erklärung an die Endothelzellen, die den Glykosphingolipid-Rezeptor Globotriaosylceramid (Gb3 oder Gb3Cer) exprimieren. Vor allem Nieren- und Nervenzellen bilden diesen Rezeptor aus.

Doch das Toxin zerstört nach der Endozytose nicht nur die Zelle, sondern sorgt über eine Zytokinfreisetzung der Zelle auch für die Bildung großer Multimere des Von-Willebrand-Faktors, einem Blutgerinnungsfaktor.

Die daraufhin aktivierten Thrombozyten führen schließlich zu Mikrothromben in den Nierengefäßen und so zur Thrombopenie, Hämolyse und letztlich zum akuten Nierenversagen.

Auffällig: Direkte Tubulusschäden wurden in den Biopsien gefunden

Doch nach Porubskýs Forschung könnte noch ein weiterer Mechanismus zur direkten Nierenschädigung führen. Denn offenbar führt Stx2 direkt zu Schäden in den Tubuli, und zwar unabhängig von einer TMA.

Porubský und seine Kollegen hatten Biopsate von elf erwachsenen Patienten aus der EHEC-Epidemie untersucht, die allesamt schwer erkrankt waren und an der Uniklinik Frankfurt am Main behandelt wurden.

Zwar zeigten sich in den Biopsien Läsionen durch eine TMA und ein Blutandrang in den Kapillaren. Doch diesen Befund habe es nicht in alle Biopsien gegeben. Bei zwei Patienten seien die Proben gänzlich ohne Anzeichen einer TMA gewesen.

"Wie ein roter Faden zog sich aber der akute Tubulusschaden durch die Biopsien", sagte Porubský. Um herauszufinden, ob die Tubulischäden womöglich nur ein unspezifischer Effekt waren, schaute sein Team im Archiv nach: Anhand von Biopsaten von Patienten mit einem HUS, das nicht durch EHEC ausgelöst wurde, konnten sie zeigen, dass dort die Schäden an den Tubuli geringer waren.

Auch das Mausmodell wurde genutzt: Mit dem direkten Vergleich von Wildtyp-Mäusen und Gb3-Gen-Knockout-Tieren konnten sie ihre Hypothese untermauern.

Während die Tiere ohne Gb3-Rezeptor überlebten, starben die Wildtyp-Mäuse nach zwei bis vier Wochen. Bei allen war laut Porubský ein akuter Tubulusschaden ursächlich für das Nierenversagen und schließlich den Tod.

Für Porubský steht daher fest: "Die akute Tubulotoxizität ist ein unterschätzter Faktor." Womöglich sei er beim STEC-HUS sogar viel wichtiger als bislang angenommen.

Ausführliche Informationen zur EHEC-Welle 2011

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