Ein Hemmstoff gegen Schmerz

News: Ein Hemmstoff gegen Schmerz

Schmerzen, vor allem chronischer Art, stellen eine enorme Belastung dar. Amerikanische Wissenschaftler haben Versuche unternommen, in deren Mittelpunkt eine spezielle Form eines Proteins steht, von dem schon länger bekannt ist, daß es in die Schmerzweiterleitung involviert ist. Nach ihren Resultaten könnte dessen Hemmung eine Linderung bei vielen Schmerzsyndromen bringen, da es sich an einer zentralen Selle des Signalweges befindet. Ein großer Vorteil: die normalen akuten Schmerzreaktionen, die dem Schutz des Körpers dienen, sind nicht betroffen.

Das Immunsystem des Körpers antwortet auf viele Formen von Gewebeverletzungen mit einer Entzündungsreaktion. Diese beinhaltet den Ausstoß von chemischen Signalstoffen in das betroffene Gewebe, wo so die schmerzsendenden Nerven (nervöse Sensoren, Nozizeptoren) sensibilisiert werden. Deswegen werden Reize als Schmerz empfunden, die normalerweise nicht so wirken. Ein Beispiel dafür ist das Reiben eines Hemdes auf der Haut, wenn diese sonnenverbrannt ist.

Die chemischen Signalstoffe wirken, indem sie sich an spezifische Oberflächenrezeptoren der Nozizeptoren binden, welche die Signale in die Zelle leiten. Es wird eine Kaskade von Signalen in Gang gesetzt und am Ende in das zentrale Nervensystem übertragen, wo der Schmerz registriert wird. Heutige Medikamente gegen entzündungsbedingte Schmerzen wirken meist, indem sie die Produktion einiger der Botenstoffe unterbinden. Da so aber nur ein Teil der Signale unterdrückt wird, ist die Effektivität häufig beschränkt.

Wissenschaftler der University of California, San Francisco, haben nun ein Protein innerhalb der Nozizeptoren gefunden, auf welches viele der Botenstoffe wirken, und das dadurch ein Ziel für eine breiter wirksame Schmerztherapie darstellen könnte. John Levine, Direktor des National Institutes of Health Pain Center an der University of California, erklärt dazu:" Wenn der gewöhnliche Signalweg innerhalb der schmerzsendenden Zellen identifiziert wird, dann müßten wir keine Blocker mehr für die einzelnen Botenstoffe finden."

Die Wissenschaftler konzentrierten ihre Untersuchungen auf die Proteinkinase C (PKC), von der schon seit mehr als einem Jahrzehnt angenommen wurde, daß sie eine wichtige Rolle in der Aktivität der Nozizeptoren spielt. Bisher war aber nicht klar, welche der zehn bekannten Formen des Enzyms beteiligt sein könnten. Levine und seine Kollegen untersuchten die Rolle, welche die Proteinkinase C epsilon spielt (Neuron, Ausgabe vom 24. September 1999). Dazu nutzten sie Mäuse, denen dieses Enzym fehlte und Ratten, in welchen es durch ein Medikament inaktiviert war.

In einer Studie wurden die Reaktionen von normalen Mäusen und von Mäusen ohne PKC epsilon auf Schmerzreize untersucht. Dabei traten keine Unterschiede auf. Als jedoch Epinephrin verabreicht wurde, ein Signalstoff, der die Sensibilität der Nozizeptoren verstärkt, zeigten die modifizierten Mäuse eine signifikant verminderte Reaktion. Während einer zweiten Versuchsreihe benutzten die Wissenschaftler Essigsäure. Bei den Mäusen ohne PKC epsilon erfolgte fast keine Reaktion. Ein drittes Experiment wurde mit Ratten durchgeführt, bei denen das PKC epsilon nur gehemmt war. Sowohl die behandelten als auch die unbehandelten Tiere der Kontrollgruppe reagierten auf Reizung. Sobald aber Epinephrin genutzt wurde, um den Schmerz zu verstärken, zeigten sich die manipulierten Ratten spürbar weniger schmerzempfindlich.

Epinephrin wirkt an schmerzsendenden Neuronen in dem es den Fluß durch einen Eisenkanal (TTX-RINA) verstärkt, wodurch die Neuronen schon für vorher nicht registrierte Reize sensibilisiert werden. Um die Ergebnisse der Tierversuche zu überprüfen, wurde auch getestet, ob eine Hemmung des PKC epsilon die Wirkung von Epinephrine in Zellkulturen vermindert. Es zeigte sich, daß die Effektivität um die Hälfte sank.

Auch dem Reizmittel Carrageenan, einer Substanz aus Seegras, wurden die Versuchsratten ausgesetzt. Während sie zunächst normale Schmerzreaktionen zeigten, schien eine Vorbehandlung der Tiere mit einem PKC epsilon-Hemmer diese fast vollständig zu unterdrücken. Carrageenan wird in der pharmazeutischen Industrie häufig zum Screening von schmerzreduzierenden Medikamenten eingesetzt. In einem letzten Versuch konnten die Wissenschaftler noch zeigen, daß das PKC epsilon die Schmerzreaktion verändert, die durch den sogenannten nerve growth factor (NFG) ausgelöst wird. Wurde er normalen Ratten injiziert, empfanden sie Schmerz verstärkt. Bei behandelten Tieren lag der Grenzwert zum Schmerz höher.

Nach Meinung der Forscher zeigen die Resultate ihrer Untersuchungen ganz deutlich, daß PKC epsilon eine wichtige Rolle in der Regulation der Schmerzempfindlichkeit spielt: "Die Tatsache, daß eine Hemmung des PKC die Schmerzreaktion auf viele verschiedene sensibilisierende Substanzen reduziert, ist signifikant."

Daß die Abwesenheit oder Hemmung des PKC epsilons keinen Einfluß auf die grundlegenden Schmerzgrenzen hat, die der Körper zum Selbstschutz benötigt, und die Mäuse ohne Enzym normal erschienen, stimmt die Wissenschaftler positiv. Sie hoffen auf die Entwicklung eines Hemmstoffes, der chronische Schmerzen ohne ernste Nebenwirkungen oder eine radikale Abschaltung aller Schmerzempfindungen reduziert.

Der Heidelberger Verlag Spektrum der Wissenschaft ist Betreiber dieses Portals. Seine Online- und Print-Magazine, darunter »Spektrum der Wissenschaft«, »Gehirn&Geist« und »Spektrum – Die Woche«, berichten über aktuelle Erkenntnisse aus der Forschung.