Maurice Burg, M.D.

Dr. Burg vesefiziológus, aki két fő területen járult hozzá jelentős mértékben a tudományterülethez. Először is, feltalált egy módszert az életképes vesetubulusok feldarabolására és in vitro perfúziójára, a tubulus lumen és a peritubuláris oldal közötti anyagtranszport mérésére. Ezzel a módszerrel ő és mások meghatározták, hogy mit szállítanak a nefron különböző szegmensei, hogyan szállítják azokat, és hogyan szabályozzák a transzportot. Ezek az információk alapvető fontosságúak a vese egészségi és betegségben való működésének jelenlegi megértéséhez. Másodszor, laboratóriuma jelenleg azokat a mechanizmusokat vizsgálja, amelyekkel a vesesejtek megvédik magukat a vese medulláris interstitialis nagyon magas só- és karbamidkoncentrációjától, amely a vizelet koncentrációját hajtja.

Dr. Burg csoportja azonosított számos védő hatású szerves ozmolitot (szorbit, glicin-betain, glicerofoszfokolin (GPC) és myo-inozitol), amelyeket a vesesejtek felhalmoznak az antidiurézis során, és tisztázták a mechanizmusokat, amelyekkel ezek felhalmozódnak. Például a magas NaCl növeli a szorbit és a GPC szintézisét az aldóz-reduktáz és a neuropathia target esteráz (NTE, egy B-foszfolipáz) szintjének növekedése révén; a magas NaCl a glicin-betain és a myo-inozitol sejtekbe történő transzportját is növeli a transzporterek gyakoriságának növekedése révén. Dr. Burg csoportja ozmotikus válaszelemeket (ORE) is azonosított az aldóz-reduktáz és az NTE génjeiben, valamint az ozmolit-transzporter génekben. Jelenleg az NFAT5 transzkripciós faktor szerepét vizsgálják ebben a folyamatban. A magas sótartalom növeli az NFAT5 foszforilációját, ami viszont serkenti a sejtmagba való lokalizációját, az ORE-khez való kötődését és transzaktiváló aktivitását. Dr. Burg laboratóriuma azonosította az NFAT5 foszforilálódó aminosavait, valamint az ebben szerepet játszó fehérjekinázokat, foszfatázokat és más fehérjéket. Ezt követően csoportja rendszerszinten vizsgálja az NFAT5 ozmotikus szabályozását, feltárva, hogy az összes foszforiláló enzim és szabályozó faktor hogyan hat egymásra. Dr. Burg csoportja nemrégiben talált egy további mechanizmust, amely hozzájárul a magas só- és karbamidszint okozta GPC-emelkedéshez, nevezetesen a GDPD5 foszfodiészteráz gátlását; jelenleg proteomikai eszközöket alkalmaznak az érintett poszt-transzlációs módosítások és a felelős enzimek azonosítására.

A laboratórium azt is vizsgálja, hogy milyen károsodás következik be a vesesejtekben NaCl- és karbamidszint emelkedése esetén. Ha a NaCl vagy a karbamid túl magas lesz, a sejtek apoptózis útján elpusztulnak; alacsonyabb szinteken azonban ezek a szerek még mindig növelik a reaktív oxigénfajokat (ROS), károsítják a DNS-t és akadályozzák a DNS-javítást. Érdekes módon a megnövekedett ROS és a DNS-károsodásra adott válaszfehérje, az ATM aktivitása hozzájárul az NFAT5 NaCl által kiváltott aktiválásához. A magas NaCl-indukált DNS-károsodás általános jelenség, amely nemcsak a vese medullában, hanem a tengeri gerinctelenekben és a C. elegansban is előfordul. Eddig nem volt világos, hogy a sejtek hogyan tartják fenn a transzkripciót és a replikációt a fokozott DNS-törések jelenlétében. Dr. Burg csoportja ezt a jelenséget tanulmányozza, hogy feltárja azokat a mechanizmusokat, amelyekkel a vesesejtek megmenekülnek a tartós DNS-károsodás ismert veszélyes következményeitől. Ezzel kapcsolatban DNS mélyszekvenálással megállapították, hogy a magas NaCl-indukált DNS kettősszál-törések túlnyomórészt a genom gének nélküli régióiban (“génsivatagokban”) fordulnak elő.

Ezek az eredmények nemcsak a veseműködés megértése szempontjából jelentősek, hanem a Dr. Burg csoportjától származó elvek azt az alapvető problémát is érintik, hogy minden szervezet sejtjei hogyan élik túl a dehidratáció és a magas só- és karbamidkoncentráció okozta ozmotikus stresszt.