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Chronischem Schmerz auf der Spur

18.04.2016 12:12
Welche Mechanismen dazu führen, dass der Körper Schmerzreize "speichert", beschäftigt die Wissenschaft angesichts der Zahl der Betroffenen und des komplexen Themas mehr denn je. Die Neurophysiologin Ruth Drdla-Schutting erforscht mit Unterstützung des Wissenschaftsfonds FWF die Rolle von Astrozyten bei der Entstehung von chronischem Schmerz. Innovative Gentechnik (DREADDs) soll es ermöglichen, die häufigsten Zellen des Zentralnervensystems gezielt zu behandeln.

Die Neurophysiologin untersucht die zellulären Vorgänge des zentralen Nervensystems dort, wo sich der Schmerz manifestiert. Konkret beschäftige sich Drdla-Schutting mit der Rolle der Astrozyten. Dieser Zelltyp komme im Zentralnervensystem am häufigsten vor. Ein konkreter Mechanismus zur Ausbildung eines Schmerzgedächtnisses finde an den Kontaktstellen von Nervenzellen im Rückenmark statt. Dieser werde als synaptische Langzeitpotenzierung (LTP) bezeichnet. "Lange Zeit hat man sich bei der Erforschung der LTP nur auf Nervenzellen konzentriert", erklärt Drdla-Schutting. "Wir wissen aber, dass auch Astrozyten bei der synaptischen Übertragung eine Rolle spielen."

Erst unlängst hätten Forscherinnen und Forscher aufzeigen können, dass Astrozyten bei LTP eine Rolle im Hippocampus spielten –, der Hirnregion, die für Lernen und Gedächtnis wichtig ist. "Dennoch werden die Ergebnisse in der Scientific Community widersprüchlich diskutiert", so Drdla-Schutting und verweist damit darauf, dass die Forschung hier noch ganz am Anfang stehe. Noch weniger bekannt sei, so die Forscherin, welche Rolle Astrozyten im Zusammenhang mit Schmerz im Rückenmark haben. "Das liegt vor allem daran, dass uns die Werkzeuge fehlen, diese Zellen selektiv zu blo ckieren oder zu aktivieren."

Schmerzursachen gezielt bekämpfen

Doch die Fährte stimme. – Im Tierversuch konnten mit hochdosierten "Zellblockern" chronische Schmerzen teilweise rückgängig gemacht werden. Ruth Drdla-Schutting arbeite nun daran, Astrozyten gezielt anzugreifen, sprich bei chronischem Schmerz nur diesen Zelltyp zu blockieren. Dadurch sollen bessere Ergebnisse mit weniger Nebenwirkungen erzielt werden. Um solche maßgeschneiderten Experimente durchführen zu können, habe die Wissenschafterin im Rahmen eines Schrödinger-Stipendiums des Wissenschaftsfonds FWF bis vor Kurzem an der Universität Paris Descartes im Team der Neurowissenschafterin Cendra Agulhon an einer innovativen Technik aus dem Genlabor geforscht.

Maßgeschneiderte Methoden

Ruth Drdla-Schutting habe in Paris die Anwendung von Astrozyten-spezifischen DREADDs (Designer Receptors Exclusively Acitvated by Designer Drugs) im Rückenmark etabliert. Dabei bediene man sich genetisch veränderter ("designed") Rezeptoren, die als Sensoren auf der Oberfläche von Zellen säßen und Signale in das Zellinnere weiterleiteten. Diese veränderten Rezeptoren funktionierten wie die natürlichen, allerdings mit dem Unterschied, dass sie durch körpereigene Substanzen nicht mehr aktiviert werden könnten. Stattdessen werde eine Substanz zugeführt (Clozapine-N-Oxid), die die Rezeptoren ganz gezielt aktiviere. DREADDs könnten grundsätzlich in unterschiedliche Zelltypen, eben auch Astrozyten, eingebracht werden. Als nächsten Schritt will Drdla-Schutting nun untersuchen, wie sich die Aktivierung von Astrozyten mithilfe der DREADDs auf das Schmerzgedächtnis auswirkt. Erste Untersuchungen laufen nach eigenen Angaben gerade am Zentrum für Hirnforschung der Medizinischen Universität Wien.

Hoffnung auf innovative Therapien

Bisher würden die DREADDs nur in der Grundlagenforschung eingesetzt. Die Forschung setze jedoch hohe Erwartungen in diese neue Technik. Ergebnisse von vorklinischen Studien in Zell- und Tierexperimenten seien vielversprechend. Die Wissenschafterinnen und Wissenschafter erhofften sich, diese Rezeptoren neben chronischem Schmerz auch gegen Krankheiten wie Epilepsie, Parkinson oder Diabetes einsetzen zu können.

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