Molekulare Mechanismen von Erkrankungen der Niere und des Nierentransplantats
Arbeitsgruppenleitung
- Prof. Dr. med. Kai Schmidt-Ott
Wissenschaftliches Team
- Irma Karen Lopez-Cayuqueo, PhD, Senior Scientist
- Dr. rer. nat. Irini Schäfer, Wissenschaftliche Mitarbeiterin
- Dr. med. Song Rong, Postdoctoral Researcher
- Dr. rer. biol. hum. Irina Scheffner, Data Scientist
- Dr. med. Janis Casper, Assistenzarzt, PRACTIS Clinician Scientist
- Arnold Tsamo-Tetou, PhD-Kandidat
- Mai Abdelhalim Mohamed, PhD-Kandidatin
- Shuang Cao, PhD-Kandidatin
- Rajni Parhar, PhD-Kandidatin
- Martina Flechsig, Technische Assistenz
Wissenschaftliches Profil
Die Niere scheidet Toxine aus, reguliert den Blutdruck, den Volumen- und Elektrolythaushalt und bildet Hormone. Sie besteht aus funktionellen Einheiten, sog. Nephronen, welche jeweils aus mehr als 20 verschiedenen Zelltypen bestehen. Störungen der Embryonalentwicklung der Niere durch genetische oder umweltbedingte Einflüsse führen zu angeborenen Defekten der Niere und der ableitenden Harnwege, zu arterieller Hypertonie und zu erhöhter Anfälligkeit für progressive Nierenerkrankungen. Die Nieren können durch Hypoxie, Ischämie, immunologische Prozesse oder Toxine geschädigt werden. Während gesunde Nierenzellen ein bemerkenswertes Potenzial zur Reparatur aufweisen, wird dieses durch genetische oder entwicklungsbedingte Disposition und Komorbiditäten wie Diabetes oder Hypertonie deutlich eingeschränkt. Eine Besonderheit stellt die transplantierte Niere dar, in der komplexe, nur teilweise verstandene Interaktionen zwischen immunologischen, infektiologischen, medikamentös-toxischen Prozessen bei einem Teil der Patient:innen zu einer eingeschränkten Prognose führen. Wesentliche Ziele der modernen Nephrologie sind die Verhinderung einer progressiven Schädigung von Niere bzw. Nierentransplantat durch nephroprotektive Maßnahmen sowie die Entwicklung einer verbesserten molekular hochauflösenden Diagnostik und zielgerichteter Therapien.
Unsere Arbeitsgruppe erforscht die molekulare und zelluläre Basis der entwicklungsbedingten und genetischen Suszeptibilität, Schädigungsantwort und Reparatur von Epithelzellen der Niere und des Nierentransplantats. Wir richten dabei ein besonderes Augenmerk auf die genregulatorischen Netzwerke, die Aspekte von epithelialer Differenzierung, Regeneration und Homöostase kontrollieren. Unser Ziel ist es, die gewonnenen Erkenntnisse zur verbesserten Prädiktion, Klassifikation und Therapie bei Patient:innen mit Nierenerkrankungen einzusetzen.
Methodisch kombinieren wir Hochdurchsatztechnologien und bioinformatische Ansätze mit klassischen Methoden der Entwicklungsbiologie und Nierenphysiologie sowie genetischen und experimentellen Modellen der Nierenschädigung. Dies wird ergänzt durch prospektive Observations- und Interventionsstudien in der Klinik, die das Ziel haben, verschiedene Formen von Nierenerkrankungen epidemiologisch, klinisch und molekular mechanistisch zu charakterisieren sowie neue Therapieansätze zu testen.
Ausgewählte Publikationen
Hinze C, Lovric S, Halloran PF, Barasch J, Schmidt-Ott KM. Epithelial cell states associated with kidney and allograft injury. Nat Rev Nephrol. 2024.
Swolinsky JS, Hinz RM, Markus CE, Singer E, Bachmann F, Halleck F, Kron S, Naik MG, Schmidt D, Obermeier M, Gebert P, Rauch G, Kropf S, Haase M, Budde K, Eckardt KU, Westhoff TH, Schmidt-Ott KM. Plasma NGAL levels in stable kidney transplant recipients and the risk of allograft loss. Nephrol Dial Transplant. 39:483-495, 2024.
Mansour F, Hinze C, Telugu NS, Kresoja J, Shaheed IB, Mosimann C, Diecke S, Schmidt-Ott KM. The centrosomal protein 83 (CEP83) regulates human pluripotent stem cell differentiation toward the kidney lineage. Elife, 11:e80165, 2022.
Hinze C, Kocks C, Leiz J, Karaiskos N, Boltengagen A, Cao S, Skopnik CM, Klocke J, Hardenberg JH, Stockmann H, Gotthardt I, Obermayer B, Haghverdi L, Wyler E, Landthaler M, Bachmann S, Hocke AC, Corman V, Busch J, Schneider W, Himmerkus N, Bleich M, Eckardt KU, Enghard P, Rajewsky N, Schmidt-Ott KM. Single-cell transcriptomics reveals common epithelial response patterns in human acute kidney injury. Genome Medicine, 14:103, 2022.
Hinze C, Karaiskos N, Boltengagen A, Walentin K, Redo K, Himmerkus N, Bleich M, Potter SS, Potter AS, Eckardt KU, Kocks C, Rajewsky N#, Schmidt-Ott KM#: Kidney Single-cell Transcriptomes Predict Spatial Corticomedullary Gene Expression and Tissue Osmolality Gradients. Journal of the American Society of Nephrology, 32:291-306, 2021.
Vukićević T*, Hinze C*, Baltzer S, Himmerkus N, Quintanova C, Zühlke K, Compton F, Ahlborn R, Dema A, Eichhorst J, Wiesner B, Bleich M, Schmidt-Ott KM#, Klussmann E#: Fluconazole Increases Osmotic Water Transport in Renal Collecting Duct through Effects on Aquaporin-2 Trafficking. Journal of the American Society of Nephrology, 30:795-810, 2019.
Vigolo E*, Marko L*, Hinze C, Müller DN#, Schmidt-Ullrich R#, Schmidt-Ott KM#: Canonical BMP signaling in tubular cells mediates recovery after acute kidney injury. Kidney International, 95:108-122, 2019.
Hinze C*, Ruffert J*, Walentin K*, Himmerkus N, Nikpey E, Tenstad O, Wiig H, Mutig K, Yurtdas ZY, Klein JD, Sands JM, Branchi F, Schumann M, Bachmann S, Bleich M, Schmidt-Ott KM: GRHL2 is required for collecting duct epithelial barrier function and renal osmoregulation. Journal of the American Society of Nephrology, 29:857-868, 2018.
Werth M*, Schmidt-Ott KM*, Leete T, Qiu A, Hinze C, Viltard M, Paragas N, Shawber CJ, Yu W, Lee P, Chen X, Sarkar A, Mu W, Rittenberg A, Lin CS, Kitajewski J, Al-Awqati Q, Barasch J: Transcription factor TFCP2L1 patterns cells in the mouse kidney collecting ducts. eLife, 6:e24265, 2017.
Marko L*, Vigolo E*, Hinze C, Park JK, Roel G, Balogh A, Choi M, Wuebken A, Cording J, Blasig IE, Luft FC, Scheidereit C, Schmidt-Ott KM#, Schmidt-Ullrich R#, Muller DN#: Tubular Epithelial NF-kB Activity Regulates Ischemic AKI. Journal of the American Society of Nephrology, 27:2658-2669, 2016.
Aue A*, Hinze C*, Walentin K, Ruffert, Yurtdas Y, Werth M, Chen W, Rabien A, Kilic E, Schulzke JD, Schumann M, Schmidt-Ott KM: A grainyhead-like 2/ovo-like 2 pathway regulates renal epithelial barrier function and lumen expansion. Journal of the American Society of Nephrology, 26:2704-15, 2015.
Walentin K, Hinze C, Werth M, Haase N, Varma S, Morell R, Aue A, Pötschke E, Warburton D, Qiu A, Barasch J, Purfürst B, Dieterich C, Popova E, Bader M, Dechend R, Staff AC, Yurtdas ZY, Kilic E, Schmidt-Ott KM: A Grhl2-dependent gene network controls trophoblast branching morphogenesis. Development, 142:1125-1136, 2015.
Paragas N*, Kulkarni R*, Werth M*, Schmidt-Ott KM*, Forster C, Deng R, Zhang Q, Singer E, Klose AD, Shen TH, Francis KP, Ray S, Vijayakumar S, Seward S, Bovino ME, Xu K, Takabe Y, Amaral FE, Mohan S, Wax R, Corbin K, Sanna-Cherchi S, Mori K, Johnson L, Nickolas T, D'Agati V, Lin CS, Qiu A, Al-Awqati Q, Ratner AJ, Barasch J: α-Intercalated cells defend the urinary system from bacterial infection. The Journal of Clinical Investigation, 124:2963-2976, 2014.
Nickolas TL*#, Schmidt-Ott KM*#, Canetta P, Forster C, Singer E, Sise M, Elger A, Maarouf O, Sola-Del Valle DA, O’Rourke M, Sherman E, Lee P, Geara A, Imus P, Guddati A, Polland A, Rahman W, Elitok S, Malik N, Giglio J, El-Sayegh S, Devarajan P, Hebbar S, Saggi SJ, Hahn B, Kettritz R, Luft FC, Barasch J: Diagnostic and Prognostic Stratification in the Emergency Department Using Urinary Biomarkers of Nephron Damage - A Multicenter Prospective Cohort Study. Journal of the American College of Cardiology, 59:235-244, 2012.
*equal contribution | #Corresponding authors
Ausgewählte Drittmittelförderung
Deutsche Forschungsgemeinschaft, Collaborative Research Consortium 1365, Renoprotection
Deutsche Forschungsgemeinschaft, Research Unit 2841, Beyond the exome
Deutsche Forschungsgemeinschaft, Graduate School 2318, Tight junctions and their proteins
Deutsche Forschungsgemeinschaft, The role of Cldn10a in kidney injury susceptibility
ERA PerMed, ONAKI-ICI, Towards a personalised management of oncologic patients with acute kidney injury to immune checkpoint inhibitors
Offen Stellen und Promotionsprojekte
Wir rekrutieren derzeit wissenschaftliche Mitarbeiter:innen, naturwissenschaftliche und medizinische Doktorand:innen und studentische Mitarbeiter:innen. Bei Interesse bewerben Sie sich bitte unter Vorlage von Motivationsschreiben, Lebenslauf und Zeugnissen bei Nephrologie(at)mh-hannover.de. Für Medizinstudierende ist in der Regel mindestens ein Freisemester für die wissenschaftliche Tätigkeit einzuplanen. Eine Einbindung in strukturierte Programme (z. B. HBRS-Molecular Medicine; StrucMed) wird dabei angestrebt.
Kontakt
Univ.-Prof. Dr. med. Kai Schmidt-Ott
Direktor der Klinik für Nieren- und Hochdruckerkrankungen
Zentrum Innere Medizin
Medizinische Hochschule Hannover
OE6840, Carl-Neuberg-Str. 1, 30625 Hannover
Tel: +49 511 532 6320, Fax: +49 511 532-18515
Email: Nephrologie(at)mh-hannover.de