Dysfunction of the key ferroptosis-surveilling systems hypersensitizes mice to tubular necrosis during acute kidney injury

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Wulf Tonnus - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Claudia Meyer - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Christian Steinebach - (Autor:in)
  • Alexia Belavgeni - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Anne von Mässenhausen - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Nadia Zamora Gonzalez - , Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Francesca Maremonti - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Medizinische Klinik mit Schwerpunkt Kardiologie (am Herzzentrum), Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Florian Gembardt - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Nina Himmerkus - , Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) (Autor:in)
  • Markus Latk - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Sophie Locke - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Julian Marschner - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Wenjun Li - , Washington University St. Louis (Autor:in)
  • Spencer Short - , University of Ottawa (Autor:in)
  • Sebastian Doll - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Irina Ingold - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Bettina Proneth - , Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Christoph Daniel - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Nazanin Kabgani - , RWTH Aachen University (Autor:in)
  • Rafael Kramann - , RWTH Aachen University, Erasmus University Rotterdam (Autor:in)
  • Stephen Motika - , University of Illinois at Urbana-Champaign (Autor:in)
  • Paul J. Hergenrother - , University of Illinois at Urbana-Champaign (Autor:in)
  • Stefan R. Bornstein - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Center for Regenerative Therapies Dresden (CRTD), Technische Universität Dresden, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, King's College London (KCL), Nanyang Technological University (Autor:in)
  • Christian Hugo - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)
  • Jan Ulrich Becker - , Universität zu Köln (Autor:in)
  • Kerstin Amann - , Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Autor:in)
  • Hans Joachim Anders - , Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) (Autor:in)
  • Daniel Kreisel - , Washington University St. Louis (Autor:in)
  • Derek Pratt - , University of Ottawa (Autor:in)
  • Michael Gütschow - , Universität Bonn (Autor:in)
  • Marcus Conrad - , Pirogov Russian National Research Medical University, Helmholtz Zentrum München - Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (Autor:in)
  • Andreas Linkermann - , Medizinische Klinik und Poliklinik 3, Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden, Technische Universität Dresden (Autor:in)

Abstract

Acute kidney injury (AKI) is morphologically characterized by a synchronized plasma membrane rupture of cells in a specific section of a nephron, referred to as acute tubular necrosis (ATN). Whereas the involvement of necroptosis is well characterized, genetic evidence supporting the contribution of ferroptosis is lacking. Here, we demonstrate that the loss of ferroptosis suppressor protein 1 (Fsp1) or the targeted manipulation of the active center of the selenoprotein glutathione peroxidase 4 (Gpx4cys/-) sensitize kidneys to tubular ferroptosis, resulting in a unique morphological pattern of tubular necrosis. Given the unmet medical need to clinically inhibit AKI, we generated a combined small molecule inhibitor (Nec-1f) that simultaneously targets receptor interacting protein kinase 1 (RIPK1) and ferroptosis in cell lines, in freshly isolated primary kidney tubules and in mouse models of cardiac transplantation and of AKI and improved survival in models of ischemia-reperfusion injury. Based on genetic and pharmacological evidence, we conclude that GPX4 dysfunction hypersensitizes mice to ATN during AKI. Additionally, we introduce Nec-1f, a solid inhibitor of RIPK1 and weak inhibitor of ferroptosis.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummer4402
FachzeitschriftNature communications
Jahrgang12
Ausgabenummer1
PublikationsstatusVeröffentlicht - 20 Juli 2021
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 34285231
ORCID /0000-0003-2739-345X/work/142239606
ORCID /0000-0001-6287-9725/work/142251583
ORCID /0000-0002-9728-1413/work/145699141