Molekulare und Translationale Schmerzforschung

Die von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Klinische Forschungsgruppe (KFO) 5001 ResolvePAIN befasst sich in einem umfassenden interdisziplinären Ansatz mit fünf verschiedenen Arten von Nervenschmerzen. In neun Arbeitsgruppen, die unter der wissenschaftlichen Leitung der anästhesiologischen Klinik sowie Sprecherschaft der neurologischen Klinik stehen, wird Fragen zur Rückbildung von Nervenschmerz nachgegangen. Von der Identifizierung relevanter Mediatoren bei der Aktivierung oder Hemmung von Schmerzrezeptoren, über die Differenzierung genetischer Dispositionen oder Besonderheiten im Stoffwechsel bis hin zur Rolle des sozialen Umfelds und dem Einfluss des zentralen Nervensystems auf die Schmerzempfindung werden zahlreiche Einflussgrößen untersucht und im klinischen Verlauf beobachtet.

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Die Blut-Nerven-Barriere ist eine schützende Zellschicht um den peripheren Nerv herum, die sowohl für einen ausgewogenen Stoffwechsel sorgt als auch das Eindringen von Krankheitserregern und Entzündungsmediatoren verhindert. Bei Nervenschäden werden diese Barrieren durchlässiger. Auf molekularer Ebene untersuchen wir in Kooperation mit der Charité Berlin die Regulationsmechanismen der für die Abdichtung relevanten Tight Junction Proteine und beobachten den Einfluss der Barriereversiegelung auf den Schmerzverlauf. Im Fokus der Forschung steht die barrierestabilisierende Funktion des körpereigenen Wachstumsfaktors Netrin.

Das Forschungsprojekt wird von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und der Graduate School of Life Sciences (GSLS) Würzburg gefördert.

Weitere Informationen zum Projekt Abdichtung von Nervenbarrieren

An der Fruchtfliege und in präklinischen Modellen untersuchen wir, inwieweit das Zusammenspiel sogenannter G-Protein bindender Mechanorezeptoren und Guanintriphosphat-Proteine (kurz: G-Proteine) die Schmerzregulierung in der Nervenzelle beeinflussen. Einer dieser Rezeptoren, die mit dem G-Protein interagieren, ist das Latrophilin. Es sitzt auf der Zellmembran, wird über Adhäsion aktiviert und leitet den Schmerzimpuls – zumindest bei der Fruchtfliege – in das Zellinnere. Wir untersuchen, welche Rolle solche G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR) für die Mechanonozizeption, also der Schmerzhemmung oder Schmerzweiterleitung von mechanisch ausgelösten Schmerzreizen, bei Nagern und beim Menschen spielen. Wir vermuten, dass solche Prozesse wichtig für die Rückbildung von Schmerzen sind.

Weitere Informationen zum Projekt Mechanonozizeption

Nervenschäden mit dauerhaften Nervenschmerzen sind typische Probleme nach einem Trauma. Besonders ausgeprägt ist dies, wenn der ganze Nervenplexus – meist eines Arms – betroffen ist. Komplexe molekulare Vorgänge führen zu einer Degeneration der abgetrennten Nervenenden. Parallel gehen die Nervenzellen im Spinalganglion unter, wenn sie keine Impulse mehr aus dem Versorgungsgebiet erhalten.

An präklinischen Modellen und an Gewebeproben Betroffener untersuchen wir, inwieweit Selbsterneuerung im Spinalganglion genutzt werden kann, um dem neuronalen Zelluntergang mit innovativen regenerativen Techniken entgegenzuwirken. Der Fokus richtete sich dabei auf die Verwendung körpereigener Gliazellen.

Voruntersuchungen haben gezeigt, dass sich diese Versorgungs- und Stützzellen, welche die Nervenzelle umgeben, als Reaktion auf Nervenläsionen zu teilen beginnen und sich quasi verjüngen. Diesen Prozess wollen wir ausnutzen, um Selbsterneuerung und damit Prozesse der Resilienz zu unterstützen.

Weitere Informationen zum Projekt Regenerative Medizin

In einem Entzündungsherd entstehen reaktive Sauerstoffspezies (ROS). Diese chemisch-aggressiven Sauerstoffmoleküle oxidieren Lipide sowie fetthaltige Bestandteile der Zellmembran und schädigen somit das Gewebe, was wiederum Schmerzen hervorruft. OxidiertePhospholipide und ihre Abbauprodukte 4-Hydroxynonenal können mit D4-F oder Anthocyanidine aus roten Früchten neutralisiert werden und so schmerzlindernd wirken. Wie genau oxidierteLipide und Cholesteroltransporter, etwa das ABCA1, in den Prozess der Schmerzrückbildung eingreifen, wird an präklinischen Modellen sowie in der Kulturschale untersucht.

Weitere Information zum Projekt Lipidmediatoren und Cholesteroltransporter

Eine neu entdeckte Gruppe von Lipiden sind die sogenannten Specialized Proresolving Mediators (SPMs). Diese oxidierten Abkömmlinge der Omega-3-Fettsäure haben eine antientzündliche und die Regeneration fördernde Wirkung. Sie werden vor allem in der Heilungsphase gebildet. Wenn man diese also von außen zuführen würde oder die Produktion bestimmter SMPs im Organismus selbst – etwa in Nanopartikeln – steigert, könnte dies zur Auflösung von Nervenschmerzen beitragen. Körpereigene Mechanismen könnten somit als Faktoren der Resilienz wirken und andauernde Schmerzen verhindern. Wir untersuchen daher einerseits die barriereversiegelnden Wirkungen von SPMs und andererseits ihre Wirkung auf Schwannsche Zellen. Diese bilden eine Leitschiene für Nervenfasern in der Regeneration. Dazu müssen sie sich erst verjüngen und vermehren und dann wieder zu einer Isolierschicht differenzieren.

Weitere Information zum Projekt SPMs