Forscherteam entdeckt uraltes Schmerzgen

21. November 2010, 19:29
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Suche danach begann bei der Fruchtfliege, führte zur Maus und endete beim Menschen

Eine international besetzte Gruppe von Wissenschaftern hat ein bisher unbekanntes Gen entdeckt, das für Schmerz-Wahrnehmung zuständig ist und das bereits ziemlich früh in der Evolution aufgetreten sein muss, da es bei Säugern und Insekten gleichermaßen vorkommt. Die Experten bedienten sich dabei eines integrativen Suchansatzes, der in der modernen Biologie einzigartig ist:

Das Forschteam unter der Leitung von Kay Brune (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg), Josef M. Penninger (Institut für Molekulare Biotechnologie, Wien) und Clifford J. Woolf (Children‘s Hospital, Boston) griff auf die Tatsache zurück, dass Organismen, die äußerlich scheinbar nicht miteinander vergleichbar sind, sich in ihren genetische Anlagen oft gar nicht sehr unterscheiden.

Zunächst wurde in winzigen Fruchtfliegenlarven ein Gen entdeckt, das dafür sorgt, dass Fruchtfliegenlarven hohen Temperaturen aus dem Weg gehen. Dieses Gen ist auch in der erwachsenen Fruchtfliege aktiv - hier sorgt es ebenfalls dafür, dass hohe Temperaturen gemieden werden. Ein fast identisches Gen ließ sich in der Maus nachweisen. Mäuse, bei denen dieses Gen deaktiviert ist, zeigten eine deutlich verminderte Wahrnehmung von Hitzeschmerz.

"Roter" Schmerz

Schließlich konnte das humane Analog-Gen beim Menschen identifiziert werden. Wie vermutet, ergab sich, dass Menschen mit einem Defekt dieses Gens eine verminderte Hitzeschmerz-Wahrnehmung aufweisen. Dasselbe Gen scheint auch für das Phänomen der Synästhesie verantwortlich zu sein. Dabei kommt es zur Aktivierung von zusätzlichen Sinneswahrnehmungen, etwa von Gerüchen oder Farben. Schmerzen können beispielsweise als rot empfunden werden.

Alle diese Untersuchungen wurden erst durch modernste Technik möglich. Dabei brachte die Wiener Gruppe um Penninger vor allem ihr molekular-genetisches Können und Wissen ein. Die Arbeitsgruppe um Woolf in Boston organisierte die experimentellen Schmerzuntersuchungen bei Maus und Mensch, und die Erlanger Gruppe nutzte die funktionellen Kernspintomographie-Methoden, die Andreas Hess am Lehrstuhl für Pharmakologie und Toxikologie der FAU entwickelt hatte. Damit war es möglich festzustellen, wie das neu entdeckte Gen daran mitwirkt, ob und in welchem Ausmaß Mäuse Schmerzen verspüren.

Diese umfangreiche, von zahlreichen Fachleuten auf der ganzen Welt unterstützte Arbeit zeigt, in welchem Umfang die internationale Kollaboration zu neuen, sehr komplexen Einsichten in Vorgänge führen. Derart bahnbrechende Ergebnisse sind unter anderem geeignet, neue Schmerzmittel zu entwickeln und zu verstehen, warum ein großer Teil der chronisch Schmerzkranken in Deutschland noch keine befriedigende Therapie erhalten kann. Die Ergebnisse der Untersuchungen wurden in der Fachzeitschrift Cell veröffentlicht. (red)

  • Magnetresonanztomographische Querschnitte durch Mäuse-Gehirne: Lediglich normale Mäuse zeigen nach einem Hitzereiz Aktivierung von Schmerzzentren (grün‑blau). Schmerzgendefiziente Mäuse dagegen zeigen eine stärkere Aktivierung von Zentren, die für andere Sinneswahrnehmungen (Synästhesie) zuständig sind (gelb‑rot).
    foto: andreas hess/friedrich-alexander-universität erlangen-nürnberg

    Magnetresonanztomographische Querschnitte durch Mäuse-Gehirne: Lediglich normale Mäuse zeigen nach einem Hitzereiz Aktivierung von Schmerzzentren (grün‑blau). Schmerzgendefiziente Mäuse dagegen zeigen eine stärkere Aktivierung von Zentren, die für andere Sinneswahrnehmungen (Synästhesie) zuständig sind (gelb‑rot).

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