paper place Zentrum für interdisziplinäre Schmerzmedizin (ZiS)

Gehirnaktivität bei akutem und chronischem komplexem regionalem Schmerzsyndrom

Das komplexe regionale Schmerzsyndrom (CRPS) ist eine seltene schwerwiegende chronische Schmerzerkrankung, die meist nach Verletzungen oder Operationen an einer Extremität auftritt und zu anhaltenden Schmerzen, Schwellungen, Temperatur- und Farbveränderungen sowie Bewegungseinschränkungen führt.

Abbildungen von Gehirnen bei akuter und chronischer CRPS mit Unterschieden der funktionellen Konnektivität.
Unterschiede zwischen akuter (a) CRPS und chronischer (c) CRPS hinsichtlich der funktionellen Konnektivität. Ungepaarter t-Test (p < 0,05, korrigiert) zeigt eine größere funktionelle Konnektivität bei aCRPS-Patienten im Vergleich zu cCRPS-Patienten innerhalb des DMN und des ventralen Aufmerksamkeitsnetzwerks, wobei hauptsächlich das linke frontale Operculum/die Insula und der PreCun/PCC beteiligt sind. Eur J of Neuroscience, Volume: 62, Issue: 3, First published: 13 August 2025, DOI: (10.1111/ejn.70220)

Viele Betroffene entwickeln zusätzlich eine ausgeprägte Beeinträchtigung der Alltagsfunktion und der Lebensqualität, sodass CRPS zu den belastendsten Schmerzerkrankungen überhaupt zählt. 

Im Zentrum für interdisziplinäre Schmerzmedizin (ZiS) werden Patientinnen und Patienten mit CRPS behandelt und in der klinischen Forschungsgruppe KFO5001 interdisziplinär und international erforscht.

In dieser Studie wurden Patientinnen und Patienten mit akuten CRPS-Beschwerden (unter 12 Monaten) mit Personen mit chronischem CRPS (über 12 Monate) anhand von Schmerztests und funktioneller MRT im Ruhezustand verglichen. Denn CRPS geht nicht nur mit körperlichen Symptomen der Arme oder Beine einher, sondern verändert auch die Aktivität des Gehirns.

Es zeigte sich, dass Patientinnen und Patienten mit chronischem CRPS empfindlicher auf Druckschmerz reagierten als Betroffene mit akutem CRPS. Gleichzeitig war die Spontanaktivität im Nucleus accumbens bei chronischem CRPS deutlich verlangsamt. Dabei handelt es sich um eine Hirnstruktur, die bereits aus anderen chronischen Schmerzsyndromen als wichtiger Schaltknoten für die Schmerzchronifizierung bekannt ist. 

Dieses veränderte Aktivitätsmuster im Gehirn konnte gut zwischen akutem und chronischem CRPS unterscheiden. Es zeigt, dass chronisches CRPS ähnliche Veränderungen im Gehirn aufweist wie andere chronische Schmerzkrankheiten, insbesondere in Bereichen, die mit Motivation, Belohnung und Schmerzverarbeitung zusammenhängen.

Bei akutem CRPS waren hingegen Hirnnetzwerke stärker miteinander verbunden, die für die Selbstwahrnehmung und die Verarbeitung von Schmerz wichtig sind, etwa im Precuneus/posterioren Cingulum und in der vorderen Insula. 

Das Universitätsklinikum Würzburg ist eines der führenden Zentren für CRPS-Forschung und leistet mit dieser Arbeit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Hirnmechanismen bei CRPS. Aktuell läuft bereits eine zweite klinische Studie ResolveCRPS 2.0, um diese Erkenntnisse weiter zu vertiefen. 

Publikation
Jiechu Chen, Mohammad Jammoul, Ann-Kristin Reinhold, Juliane Becker, Michael Harnik, Madalina Tivarus, György A. Homola, Magnus Schindehütte, Grit Hein, Claudia Sommer, Mirko Pham, Heike L. Rittner, Paul Geha. Resting-State Brain Activity in Acute and Chronic Complex Regional Pain Syndrome. Eur J Neurosci. 2025 Aug;62(3):e70220. doi: 10.1111/ejn.70220. PMID: 40799147.

Abbildungen von Gehirnen bei akuter und chronischer CRPS mit Unterschieden der funktionellen Konnektivität.
Unterschiede zwischen akuter (a) CRPS und chronischer (c) CRPS hinsichtlich der funktionellen Konnektivität. Ungepaarter t-Test (p < 0,05, korrigiert) zeigt eine größere funktionelle Konnektivität bei aCRPS-Patienten im Vergleich zu cCRPS-Patienten innerhalb des DMN und des ventralen Aufmerksamkeitsnetzwerks, wobei hauptsächlich das linke frontale Operculum/die Insula und der PreCun/PCC beteiligt sind. Eur J of Neuroscience, Volume: 62, Issue: 3, First published: 13 August 2025, DOI: (10.1111/ejn.70220)
Bortezomibinduzierte Neuropathie geht auf Funktionsstörung der Blut-Nerven-Schranke ohne Schädigung des Spinalganglions zurück

Viele Patientinnen und Patienten mit Multiplem Myelom müssen die hochwirksame Chemotherapie mit Bortezomib wegen schmerzhafter Polyneuropathien reduzieren oder ganz abbrechen. Bislang war unklar, ob vor allem Nervenzellen selbst oder andere Strukturen im Fokus der Schädigung stehen.

Mikroskopische Bilder aus der Publikation
In einem frühen Stadium einer durch Bortezomibin verursachten Nervenschädigung kommt es zu einem vorübergehenden Abbau und Wiederabdichtung der Blut-Nerven-Schranke (BNB) für kleine Moleküle. Männliche Wistar-Ratten wurden viermal intraperitoneal (i.p.) mit 0,2 mg/kg BTZ injiziert. Kontrolltiere wurden mit dem Lösungsmittel (Veh) behandelt. Oben in grün perineuriale Durchlässigkeit nach Ex-vivo-Inkubation mit Fluorescein (Fluo), unten Evans-Blau-Albumin (EBA), quantifiziert anhand der Fluoreszenzintensität im Endoneurium. Quelle: doi:10.1016/j.bja.2025.05.046

Die neue interdisziplinäre translationale Studie aus der klinischen Forschungsgruppe KFO5001 entstand in Zusammenarbeit des ZIS mit den Kliniken Med II und Neurologie sowie der Core Unit Systemmedizin und unsere Kooperationspartner und Kooperationspartnerinnen aus Berlin und Leipzig. Sie zeigt erstmals, dass frühe bortezomibinduzierte Neuropathie vor allem auf eine vorübergehende Störung der Blut-Nerven-Schranke und eine damit verbundene axonale Schädigung zurückgeht, während die Zellkörper der sensiblen Neurone in den Spinalganglien weitgehend intakt bleiben.

In einem Rattenmodell entwickelten die Tiere nach einem einzigen Bortezomib-Zyklus eine ausgeprägte Kälte- und Berührungsschmerzhaftigkeit, eine erhöhte Permeabilität des Perineuriums, axonale Schwellungen und einen Verlust epidermaler Nervenfasern; diese Veränderungen bildeten sich jedoch parallel zur funktionellen Erholung wieder zurück. 

Auf molekularer Ebene waren die transkriptomischen Veränderungen in den Spinalganglien überraschend gering, wohingegen im peripheren Nerv vor allem zytoskelettassoziierte, zirkadiane, extrazelluläre-Matrix- und Immunwege reguliert wurden – begleitet von einer verstärkten Expression des Barriere- und Wachstumsfaktors Netrin‑1 in Nerv und Haut. Bei Myelompatienten und Myelompatientinnen mit schmerzhafter Bortezomib-induzierter Polyneuropathie bestätigte sich eine deutliche Reduktion der intraepidermalen Nervenfaserdichte, während Netrin‑1 in der Haut nicht erhöht war, was auf eine unzureichende endogene Reparaturantwort bei chronischen Verläufen hinweist. 

Diese Arbeit setzt damit einen wichtigen Meilenstein in der Schmerzmedizin, Onkologie und Neurologie: Sie verschiebt das Verständnis der Bortezomib-Neurotoxizität hin zu einem barrierezentrierten Krankheitsmodell des peripheren Nervs und eröffnet neue, krankheitsmodifizierende Therapieansätze, die gezielt die Blut-Nerven-Schranke, die Extrazellulärmatrix und neuroimmune Signalwege stärken, um Chemotherapie-induzierte Polyneuropathien besser verhindern und behandeln zu können.

Publikation:
Mariam Sobhy Atalla, Anna-Lena Bettenhausen, Julius M. Verse, Nadine Cebulla, Susanne M. Krug, Reine-Solange Sauer, Mugdha Srivastava, Thorsten Bischler, Jeremy T.C. Chen, K. Martin Kortüm, Robert J. Kittel, Claudia Sommer, Heike L. Rittner. Neuronal toxicity and recovery from early bortezomib-induced neuropathy: blood-nerve barrier dysfunction without dorsal root ganglion damage. British Journal of Anaesthesia. 2025, ISSN 0007-0912, https://doi.org/10.1016/j.bja.2025.05.046.

Mikroskopische Bilder aus der Publikation
In einem frühen Stadium einer durch Bortezomibin verursachten Nervenschädigung kommt es zu einem vorübergehenden Abbau und Wiederabdichtung der Blut-Nerven-Schranke (BNB) für kleine Moleküle. Männliche Wistar-Ratten wurden viermal intraperitoneal (i.p.) mit 0,2 mg/kg BTZ injiziert. Kontrolltiere wurden mit dem Lösungsmittel (Veh) behandelt. Oben in grün perineuriale Durchlässigkeit nach Ex-vivo-Inkubation mit Fluorescein (Fluo), unten Evans-Blau-Albumin (EBA), quantifiziert anhand der Fluoreszenzintensität im Endoneurium. Quelle: doi:10.1016/j.bja.2025.05.046