Herbizid kann Ursache einer Nierenerkrankungsepidemie sein

„Diese Studie und weitere Untersuchungen können dazu beitragen, die potenziellen Gefahren von Agrarchemikalien wie Paraquat weiter zu klären und die Notwendigkeit hervorzuheben, Landarbeiter vor Agrochemikalien zu schützen …“, sagt Rebecca Fischer. (Quelle: Getty Images)

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Das Rätsel, was hinter einer in Mittelamerika auftretenden Nierenerkrankungsepidemie steckt, könnte gelöst sein.

Eine im Clinical Journal der American Society of Nephrology veröffentlichte Studie bringt einen weit verbreiteten Agrarchemikalien namens Paraquat mit dem Anstieg von Nierenerkrankungen bei jungen Mesoamerikanern in Verbindung.

Die anhaltende Epidemie wurde erstmals in den frühen 2000er Jahren bekannt und betrifft vor allem junge Männer und Frauen in landwirtschaftlichen Gemeinden in den pazifischen Küstenregionen Mexikos und Mittelamerikas, zu denen einige der ärmsten Gemeinden der Welt gehören. Es handelt sich um eine Nierenerkrankung unbekannter Ursache, die heute als Mesoamerikanische Nephropathie bekannt ist und bei der die Patienten nicht an den zugrunde liegenden Gesundheitszuständen leiden, die normalerweise einer Nierenerkrankung vorausgehen, wie etwa Bluthochdruck, Diabetes oder Fettleibigkeit. Sie befinden sich auch nicht in einem späteren Lebensstadium und sind erst im Alter von 20 bis 30 Jahren betroffen.

Die Krankheit, die durch geschädigte Nieren verursacht wird, die nicht in der Lage sind, Abfallprodukte effektiv aus dem Blut zu filtern, kann tödlich sein, insbesondere ohne moderne lebensrettende Behandlungen, die anderswo auf der Welt verfügbar sein könnten.

Ein Team, zu dem auch Lehrkräfte der Texas A&M University School of Public Health gehörten, führte zuvor die Grundlagenforschung durch, in der die klinischen und pathologischen Merkmale der Krankheit beschrieben wurden. Dabei handelt es sich um wichtige frühe Schritte während einer aufkommenden Epidemie, insbesondere bei einer Epidemie, die neue klinische Merkmale aufweist. Seit acht Jahren sucht das Team auch nach der zugrunde liegenden Ursache dieser Krankheit. Als mögliche Ursachen für die mesoamerikanische Nephropathie gelten Infektionen, eine toxische Belastung durch Schwermetalle oder Agrarchemikalien oder eine andere bisher unbekannte Belastung, die durch Hitzestress oder Dehydrierung verstärkt werden kann.

Diese neueste Studie untersuchte eine dieser möglichen Ursachen genauer und fand Hinweise darauf, dass sie für die mesoamerikanische Nephropathie verantwortlich ist und möglicherweise Nierenschäden verursacht. Rebecca Fischer, Assistenzprofessorin an der School of Public Health, untersuchte zusammen mit Kollegen anderer Institutionen die Rolle, die Paraquat bei der mesoamerikanischen Nephropathie spielen könnte.

Paraquat ist ein Herbizid, das weltweit in der Landwirtschaft eingesetzt wird. Es erzeugt reaktive Sauerstoffspezies (ROS), von denen bekannt ist, dass sie Gewebe schädigen. Auch Schwermetalle wie Cadmium, Quecksilber und Arsen erzeugen ROS und werden – zusammen mit anderen ROS-erzeugenden Agrarchemikalien – mit Nierenschäden in Verbindung gebracht. Die Exposition gegenüber hohen Paraquat-Dosen wurde mit Schäden an Nieren und anderen Organen in Verbindung gebracht, eine langfristige Exposition gegenüber niedrigeren Dosen, wie sie beispielsweise bei landwirtschaftlichen Arbeiten beobachtet werden, wurde jedoch nicht untersucht.

Um die mögliche Rolle von Paraquat bei der mesoamerikanischen Nephropathie zu untersuchen, befragten die Forscher Einwanderer aus Mittelamerika, die an einer Nierenerkrankung litten und Patienten in einer ambulanten Dialyseklinik in Houston, Texas, waren. Sie untersuchten Proben menschlichen Nierengewebes aus Fischers früherer Studie und verglichen Nierengewebeproben von Tiermodellen, denen niedrige Paraquat-Dosen injiziert wurden, mit einer Kontrollgruppe von Tiermodellen, die keinem Paraquat ausgesetzt waren. Sie analysierten auch die Expression von zwei Genen, OCT2 und MATE1, von denen bekannt ist, dass sie Paraquat und Schwermetalle in und aus Nierenzellen transportieren.

Die Umfrage umfasste 52 Patienten, die Anzeichen einer mesoamerikanischen Nephropathie aufwiesen, und 63 Patienten mit verschiedenen Arten von Nierenversagen. Die Patienten in der Gruppe mit mesoamerikanischer Nephropathie waren jünger, 96 % männlich, und die meisten hatten vor ihrer Einwanderung in die Vereinigten Staaten in der Landwirtschaft gearbeitet, was eine langfristige Exposition gegenüber Paraquat wahrscheinlicher macht.

Die Analyse von menschlichem und tierischem Modellnierengewebe ergab Schäden, die mit einer chronischen Nierenerkrankung vereinbar sind. Die Forscher fanden auch eine erhöhte Expression von OCT2 und eine verringerte MATE1-Expression in männlichen Tiermodellen, denen Paraquat injiziert wurde. Darüber hinaus waren Nierenschäden in weiblichen Tiermodellen weniger schwerwiegend, was mit einem Krankheitsmuster übereinstimmt, das bei mesoamerikanischer Nephropathie beobachtet wird. Diese Ergebnisse weisen auf mehrere weitere Forschungsbereiche hin, darunter die OCT2- und MATE1-Expression sowie Unterschiede in der Expression zwischen Männern und Frauen.

Diese Studie gibt Aufschluss über eine mögliche Ursache für die mesoamerikanische Nephropathie. Die Forschung weist auch darauf hin, dass die ROS-Erzeugung in diesen Fällen ein wahrscheinlicher Mechanismus für Nierenschäden ist und welche Rolle Veränderungen in der Expression von Genen wie OCT2 und MATE1 spielen könnten.

„Diese Studie und weitere Untersuchungen können dazu beitragen, die potenziellen Gefahren von Agrarchemikalien wie Paraquat weiter zu klären und die Notwendigkeit hervorzuheben, Landarbeiter vor Agrochemikalien und anderen Stoffen zu schützen, denen sie in Zukunft in der Umwelt ausgesetzt sein könnten“, sagt Fischer.

Fischers Team führt weitere Umweltstudien durch, um potenzielle Expositionen in Mittelamerika mit Personen in Verbindung zu bringen, die in den am stärksten betroffenen Gebieten eine Nierenerkrankung entwickeln.

„Mithilfe geografischer Informationssysteme (GIS), die die Konzentrationen von Umweltgiften kartieren, hoffen wir, besser zu verstehen, wie das Auftreten von Krankheiten mit den Umweltbedingungen zusammenhängt.“

Mitautoren des Artikels sind das Houston Methodist Hospital, das Baylor College of Medicine, das MD Anderson Cancer Center der University of Texas und andere Institutionen. Fischers aktuelle Forschung wird von den National Institutes of Health finanziert.

Quelle: George Hale von der Texas A&M University

Ursprüngliche Studie DOI: 10.2215/CJN.16831221

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