Charakterisierung renaler mikrovaskulärer Veränderungen bei Patienten mit aktivem Harnsediment und/oder Proteinurie mittels Ultraschall-Lokalisationsmikroskopie (VARIOUS)

In dieser Studie soll die mikrovaskuläre Architektur der Niere bei Erwachsenen mit aktivem Harnsediment oder Proteinurie nicht-invasiv mittels Ultraschall-Lokalisationsmikroskopie (ULM) untersucht werden.

Nierenerkrankungen können grob nach dem betroffenen Nephron-Kompartiment in glomeruläre, tubuläre und tubulointerstitielle Erkrankungen eingeteilt werden. Glomeruläre Erkrankungen umfassen unter anderem das nephrotische und nephritische Syndrom, die sich in ihren klinischen und laborchemischen Merkmalen unterscheiden: Während das nephrotische Syndrom typischerweise durch eine ausgeprägte Proteinurie (>3,5 g/Tag), Hypoalbuminämie, Ödeme und Hyperlipidämie gekennzeichnet ist, dominiert beim nephritischen Syndrom eine Hämaturie mit Akanthozyten, eine leichte bis moderate Proteinurie, arterielle Hypertonie und eine eingeschränkte Nierenfunktion. Tubuläre und tubulointerstitielle Erkrankungen manifestieren sich hingegen oft als akute Nierenschädigung (z.B. bei ischämischer oder toxischer Schädigung), Polyurie, Salzverlust oder metabolische Azidose, häufig begleitet von unspezifischen Symptomen wie Müdigkeit oder Dehydratation.

Neben diesen klassischen Nephron-Kompartimenten können auch renale Gefäßstrukturen primär oder sekundär betroffen sein, wie bei Vaskulitiden, thrombotischen Mikroangiopathien oder hypertensiver Nephropathie. Obwohl diese Gefäßstrukturen nicht direkt Teil des Nephrons sind, sind sie funktionell eng mit ihm verbunden und haben einen erheblichen Einfluss auf die Nierenfunktion.

Zur nicht-invasiven Beurteilung des Nierenstatus, der Pathophysiologie und des Verletzungsortes wird das Harnsediment analysiert. Das Harnsediment stellt ein zentrales diagnostisches Werkzeug dar, das Informationen über die Lokalisation der Nierenschädigung liefert und damit als eine Art "flüssige Biopsie" fungiert.

Bei klinischem Verdacht auf akutes oder rasch progredientes Nierenversagen, nephrotisches Syndrom, signifikante nicht-nephrotische Proteinurie, glomeruläre Hämaturie oder bei Vorliegen einer systemischen Erkrankung mit möglicher Nierenbeteiligung ist in der Regel eine Nierenbiopsie zur weiteren diagnostischen Abklärung indiziert. Die Gewinnung von Gewebeproben für die histologische Untersuchung ist ein invasiver Eingriff, der mit stationärer Krankenhausaufnahme, erheblicher Belastung für die Patienten und potenziellen Komplikationen verbunden ist. Derzeit können alternative bildgebende Verfahren die Nierenbiopsie nicht ersetzen. Darüber hinaus sind CT-, PET- oder MR-Bildgebung mit Strahlenexposition oder erheblichem zusätzlichem Aufwand (z.B. Sedierung) verbunden.

Die Ultraschall-Lokalisationsmikroskopie (ULM) ermöglicht die Visualisierung der Gefäßarchitektur mittels kontrastverstärktem Ultraschall. Kürzlich wurden Glomeruli – die kleinsten funktionellen Einheiten der Niere – sowohl bei Ratten als auch bei Menschen sichtbar gemacht und sogar gezählt. Somit ermöglicht ULM eine Beurteilung der Nierenfunktion, die potenziell mit der Nierenbiopsie vergleichbar ist, bei der ebenfalls Glomeruli gezählt und untersucht werden. Über die Niere hinaus wurde auch die mikrovaskuläre Architektur des menschlichen Gehirns mit ULM in bisher unbekannter Auflösung dargestellt. ULM bietet daher sowohl qualitative als auch quantitative Visualisierung der Gefäßarchitektur und Perfusionsdynamik. In den neuesten Studien wurde 3D-ULM-Bildgebung erreicht, die eine volumetrische Darstellung der Gefäßarchitektur ermöglicht und damit die Grenzen der 2D-Bildgebung überwindet. Diese dreidimensionale Darstellung von Gefäßstrukturen könnte möglicherweise realistischere Einblicke in krankheitsbedingte Veränderungen bieten, die sonst nicht möglich wären.

Im Folgenden wird der Begriff 'ULM' inklusiv für sowohl 2D- als auch 3D-ULM verwendet. In dieser Studie werden Nierenfunktion und -perfusion bei Patienten mit aktivem Harnsediment und Indikation zur Nierenbiopsie bewertet, verglichen und mit Ergebnissen aus Histologie (Biopsie), Laboruntersuchungen und Ultraschalldiagnostik korreliert. Wenn möglich, wird eine Nachuntersuchung mittels ULM/CEUS nach Behandlung (z.B. pharmakologische Therapie) geplant.

Mit ULM zielen die Untersucher darauf ab, die mikrovaskuläre Architektur und Glomeruli sichtbar zu machen und zu untersuchen, ob für die verschiedenen Ursachen des aktiven Sediments durch ULM nachweisbare Unterschiede identifiziert werden können. Darüber hinaus streben die Untersucher an, Veränderungen in der Perfusionsdynamik als potenzielle bildgebende Marker der Nierenfunktion zu etablieren.

In Zukunft könnte dies die nicht-invasive Differenzierung der zugrunde liegenden Erkrankung und Beurteilung der Nierenfunktion ermöglichen, was potenziell den Bedarf an invasiven, hochriskanten Eingriffen verringern und eine schnellere Diagnose bei Patienten mit Indikation zur Nierenbiopsie aufgrund von aktivem Sediment oder Proteinurie ermöglichen könnte.