Ein Gen, das Schmerzen steuert

Foto: Magnetresonanztomographische Querschnitte bei der Maus

WT‑Mäuse zeigen Hitzereiz Aktivierung
von Schmerzzentren (grün‑blau).
Schmerzgen-defiziente Mäuse dagegen
zeigen eine stärkere Aktivierung von
Zentren, die für andere Sinneswahr-
nehmungen zuständig sind;
©Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg

Die Forscher unter der Leitung von Professor Kay Brune (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, FAU), Doktor Josef M. Penninger (Institut für Molekulare Biotechnologie, Wien) und Clifford J. Woolf (Children‘s Hospital, Boston) griffen dabei 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.

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 Doktor 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 zum Beispiel geeignet, neue Schmerzmittel zu entwickeln und zu verstehen, warum ein großer Teil der chronisch Schmerzkranken in Deutschland noch keine befriedigende Therapie erhalten kann.

„Wir freuen uns, dass unsere langfristige Entwicklungsarbeit auf dem Gebiet der nicht-invasiven Kernspintomographie beim Versuchstier, wie hier der genetisch modifizierten Maus, zu derartigen Erfolgen führen kann. So wird die notwendige Entwicklung besserer Schmerzmittel ermög¬licht, ohne dass belastende Tierversuche an Säugetieren vorgenommen werden müssen“, erklärt Brune, Inhaber der Erlanger Doerenkamp-Stiftungsprofessur für Innovationen im Tier- und Verbraucherschutz. „Alles andere geschieht an der Fruchtfliege oder – schmerzfrei – beim Menschen.“ Im Prinzip schmerzhafte Untersuchungen an Mäusen werden durch die Anwendung der Kernspintomographie schmerzfrei durchgeführt: Die Versuchstiere waren während der Untersuchung in Narkose.

MEDICA.de; Quelle: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg