Bochum - Ein Ungleichgewicht im Serotoninhaushalt dürfte unter anderem für Angstzustände und Depressionen verantwortlich zu sein. Wie Forscher der Ruhr-Universität Bochum (RUB) aktuell im Fachblatt "Neuron" berichten, lassen sich Rezeptoren für den Botenstoff offenbar so modifizieren, dass man sie gezielt mit Licht aktivieren kann. Die Forscher stellen ein neues Modell bereit, um die Grundlagen dieser Störungen in Zellkulturen und lebenden Organismen zu untersuchen.

Ein Rezeptor, der besonders wichtig für die Regulation des Serotoninhaushalts ist, ist 5-HT1A. Er gehört zur Klasse der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, kurz GPCR. Diese Art von Rezeptoren kann verschiedene Signalwege anstoßen und somit bestimmte Prozesse in der Zelle hemmen oder fördern. "Rund die Hälfte aller Medikamente wirkt gezielt auf G-Protein-gekoppelte Rezeptoren", sagt Neurowissenschafter Stefan Herlitze von der RUB. Bisher konnten diese intrazellulären Signalwege nicht gezielt untersucht werden, da es keine Möglichkeit gab, sie mit hoher zeitlicher und räumlicher Präzision anzusteuern.

Weniger ängstliche Mäuse

Mit genetischen Methoden koppelten die Bochumer Forscher Sehpigmente, die im Auge von Maus und Mensch vorkommen, an die Signalwege der Serotoninrezeptoren. Mit blauem Licht oder rotem Licht konnten sie so den Signalweg von 5-HT1A gezielt anschalten. Die lichtaktivierbaren Serotoninrezeptoren lassen sich auf wenige Millisekunden genau und wiederholbar aktivieren und sind im Vergleich zu bisherigen optogenetischen Werkzeugen extrem lichtsensitiv.

Die Forscher konnten zeigen, dass sie über die lichtaktivierbaren Rezeptoren das Verhalten von Mäusen modifizieren lässt: Schalteten sie per Licht das Serotoninrezeptorsignal in einem bestimmten Hirnbereich an, waren die Mäuse im Verhaltenstest weniger ängstlich.

"Wir hoffen, dass man in Zukunft mithilfe dieser optogenetischen Tools besser verstehen kann, wie Angst und Depressionen entstehen", resümiert RUB-Neurowissenschafterin Olivia Masseck. (red, derStandard.at, 6.4.2014)