2022 Dezember - Rebecca Herzog

Dr.in Rebecca Herzog

MedUni Wien RESEARCHER OF THE MONTH, Dezember 2022

Die Jury „Researcher of the Month” verleiht die Auszeichnung für diesen Monat Frau Dr.ⁱⁿ Herzog aus Anlass der im Top-Journal „Science Translational Medicine“ (IF 19,2) erschienenen Arbeit „Lithium preserves peritoneal membrane integrity by suppressing mesothelial cell αB-crystallin“.[1] Die Studie entstand im Rahmen ihrer Postdoktoranden-Tätigkeit im Christian Doppler Labor für molekulare Stressforschung in der Peritonealdialyse (Leitung: Klaus Kratochwill) der klinischen Abteilung für Pädiatrische Nephrologie und Gastroenterologie (Leitung: Christoph Aufricht) an der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendheilkunde und dem Comprehensive Center for Pediatrics (CCP), unter Zusammenarbeit mit der klinischen Abteilung für Nephrologie und Dialyse der Universitätsklinik für Innere Medizin III (Andreas Vychytil, Leitung: Rainer Oberbauer), der Universitätsklinik für Allgemeinchirurgie und Internationalen Kooperationspartnern in Heidelberg, Madrid und Boston. Die Ergebnisse der Studie wurden zusätzlich als Cover-Story der Ausgabe ausgewählt.

Neue Lösungen in der Nierenersatztherapie mit Peritonealdialyse sollen Entzündungen und Gefäßschäden verhindern

Die Zahl der Patient:innen mit chronischer Nierenerkrankung oder Verlust der Nierenfunktion steigt weltweit und damit auch die Zahl der Menschen, die eine Nierenersatztherapie benötigen. Der Verlust der Nierenfunktion betrifft ungefähr 3 Millionen Menschen, vom Säugling bis zu geriatrischen Patient:innen. Die steigenden Zahlen (5-8 % pro Jahr) sind zum Teil auf das zunehmende Vorkommen von Bluthochdruck, Diabetes und Alterung zurückzuführen.[2]
Eine der wichtigsten Aufgaben der Nieren ist es, Stoffwechselprodukte aus dem Blut zu filtern. Sind die Nieren dazu nicht mehr in der Lage, muss das Blut mittels Dialyse (Blutwäsche) künstlich gereinigt und entwässert werden. Ein Teil der Patient:innen setzt die flexible Methode der Peritonealdialyse (PD, Bauchfelldialyse) ein, bei der die Membran des Bauchfells als Filter verwendet wird.[4] Vorteil gegenüber der klassischen Hämodialyse ist die Möglichkeit, diese selbstständig zu Hause durchzuführen, was die Lebensqualität erhöht. Zusätzlich kann durch diese gefäßschonende Form der Entfernung von überschüssigem Wasser und gelösten harnpflichtigen Stoffen eine noch vorhandene Restfunktion der Nieren oft besser erhalten werden. Allerdings sind die in der Bauchfelldialyse eingesetzten PD-Flüssigkeiten immer noch der Schwachpunkt der Therapie. Sie können Fibrose, Gefäßschäden und Entzündungen auslösen.[4]

Schlüsselprotein entdeckt

Innovative Lösungen sollen helfen das Peritoneum (Bauchfell) möglichst lange zu erhalten, um den Patient:innen ein weitestgehend normales Leben bzw. Wartezeit auf eine Transplantation zu ermöglichen. Das Konzept der Zytoprotektion durch Zusätze zu PD-Lösungen entstammt der Forschung an der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendheilkunde der MedUni Wien.[5-7] Diese Strategie der Wiederverwendung von Arzneimitteln als Zusatzstoffe bietet zusätzlich eine beschleunigte und kostengünstige klinische Prüfung und Anwendung. In der aktuellen Studie konnte gezeigt werden, dass Lithiumchlorid (LiCl) das Überleben der Mesothel- und Endothelzellen bei ansonsten schädlicher Exposition mit PD-Flüssigkeiten verbessert.[1]

Mittels Omics-Technologien wurde in peritonealen Mesothelzellen von Patient:innen das Protein αB-Crystallin als Schlüsselfaktor identifiziert. Dieses Protein war in allen Experimenten durch Stimulation mit PD-Flüssigkeit hochreguliert und förderte die Veränderung von Epithelzellen zu mesenchymalen Zellen, ein typischer Prozess in der Fibrose-Entwicklung. Durch die Zugabe von Lithiumchlorid wurde αB-Crystallin verringert, die Verdickung des Bauchfells reduziert und die Expression von Fibrosemarkern in den Mesothelzellen verringert. Die therapeutische Zugabe von Lithiumchlorid zu PD-Flüssigkeiten könnte somit eine vielversprechende Möglichkeit darstellen, diese Option der Nierenersatztherapie für die Patient:innen länger zu erhalten.

Wissenschaftliches Umfeld

Seit Beginn ihrer wissenschaftlichen Tätigkeit beschäftigt sich Dr.ⁱⁿ Rebecca Herzog mit Pathomechanismen der Nierenersatztherapie. Neben engen inneruniversitären Kooperationen unterhält Rebecca Herzog in ihrer Forschungsarbeit auch Kooperationen mit renommierten Forschungsgruppen an internationalen Partnerinstituten, die auch an dieser Publikation beteiligt waren, wie der Universität Heidelberg und deren weltweit größter Peritoneal-Biopsie-Biobank pädiatrischer Patient:innen (Claus-Peter Schmitt), dem Centro De Biología Molecular Severo Ochoa in Madrid (Manuel López-Cabrera) und der Harvard Medical School (Beth Israel Deaconess Medical Center, Seth Alper).

Rebecca Herzog ist PostDoc im CDL-MSRPD, einem Public-Private-Partnership Projekt der MedUni Wien, der Christian Doppler Forschungsgesellschaft und dem MedUni Wien spin-off Zytoprotec, in dessen Rahmen die Publikation entstanden ist. Seit 2019 ist Dr.ⁱⁿ Herzog auch Principal Investigator in „IMPROVE-PD“, einem EU Horizon 2020 Marie Skłodowska-Curie ITN Projekt mit insgesamt 15 Forschungsstellen für PhD-Studierende in 10 europäischen Spitzenzentren zur Erforschung der kardiovaskulären Komplikationen von Dialysepatient:innen. 2021 erhielt Dr.ⁱⁿ Herzog außerdem einen Senior-PostDoc Grant im Elise-Richter Programm des FWF.

Zur Person

Die Forschungstätigkeit von Dr.ⁱⁿ Rebecca Herzog begann schon während der Berufsausbildung zur Biomedizinischen Analytikerin am Institut für Pathophysiologie der MedUni Wien (Erika Jensen-Jarolim und Isabella Pali). Nach dem Abschluss des Master of Science (Biomedical Sciences), graduierte Dr.ⁱⁿ Herzog 2017 an der Universitätsklinik für Kinder- und Jugendheilkunde im Dissertationsprogramm POeT (Program for Organfailure-, replacement and Transplantation) in der Arbeitsgruppe von Prof. Christoph Aufricht. Während ihres PhD-Studiums absolvierte sie mittels eines eingeworbenem internationalen Fellowships einen halbjährigen Forschungsauftenthalt an der Universidad Autónoma de Madrid in Spanien. Seit 2017 ist Rebecca Herzog PostDoc im Christian Doppler Labor für Molekulare Stressforschung in der Peritonealdialyse (CDL-MSRPD). Neben zahlreichen nationalen und internationalen Preisen erhielt sie 2019 den Stanley Shaldon-Young Investigator of the Year Award der ERA (European Renal Association). Neben ihrer Forschungstätigkeit beteiligt sich Frau Dr.ⁱⁿ Herzog auch an der Lehre im Rahmen des Humanmedizinstudiums und PhD–Studiums und betreut Master- und Diplomarbeiten und ist Board Member der Young Nephrologists Platform der ERA.

Ausgewählte Literatur

1. Herzog R, Sacnun JM, González-Mateo G, Bartosova M, Bialas K, Wagner A, Unterwurzacher M, Sobieszek IJ, Daniel-Fischer L, Rusai K, Pascual-Antón L, Kaczirek K, Vychytil A, Schmitt CP, López-Cabrera M, Alper SL, Aufricht C, Kratochwill K. Sci Transl Med. 2021 doi: 10.1126/scitranslmed.aaz9705

2. Li, P. K., et al. Changes in the worldwide epidemiology of peritoneal dialysis, Nat Rev Nephrol, 2017, doi: 10.1038/nrneph.2016.181

3. Teitelbaum, I., Peritoneal Dialysis, N Engl J Med, 2021, doi: 10.1056/NEJMra2100152

4. Bartosova, M., Zhang, C., Schaefer, B., Herzog, R., et al. Glucose Derivative Induced Vasculopathy in Children on Chronic Peritoneal Dialysis, Circ Res., 2021,  doi: 10.1161/CIRCRESAHA.121.319310

5. Herzog, R., et al Dynamic O-linked N-acetylglucosamine modification of proteins affects stress responses and survival of mesothelial cells exposed to peritoneal dialysis fluids, J Am Soc Nephrol, 2014, doi: 10.1681/ASN.2013101128

6. Herzog, R., et al, Effects of Alanyl-Glutamine Treatment on the Peritoneal Dialysis Effluent Proteome Reveal Pathomechanism-Associated Molecular Signatures, Mol Cell Proteomics, 2018, doi: 10.1074/mcp.RA117.000186

7. Vychytil, A.*, Herzog, R.*, et al, A randomized controlled trial of alanyl-glutamine supplementation in peritoneal dialysis fluid to assess impact on biomarkers of peritoneal health, Kidney Int, 2018, doi: 10.1016/j.kint.2018.08.031