Die Gene bestimmen das Schmerzempfinden

Die Forschungsergebnisse sind richtungsweisend für die angestrebte „individualisierte Schmerz-Therapie“: In Zukunft soll nicht jeder Patient das gleiche schmerzstillende Medikament bekommen, sondern es wird dem genetischem Fingerabdruck des Schmerzes entsprechend ein Mittel ausgewählt, das für diesen Patienten hoch wirksam ist und dabei möglichst wenig Nebenwirkungen hat.

Um herauszufinden, wie die Gene das Schmerzempfinden beeinflussen, benutzte das Team eine große „Gen-Enzyklopädie“, zu der weltweit alle Wissenschaftler beitragen, die Genen und ihre Funktionen erforschen. Die als „Gen-Ontologie“ bezeichnete Datenbank enthält etwa 38.000 Begriffe und beschreibt die Funktion von circa 50.000 Genen und Genprodukten.

Die größte Herausforderung bestand darin, aus dieser unübersehbaren Menge von Daten die wesentlichen Funktionen der Gene herauszufiltern. Dazu entwickelte das Team Prof. Alfred Ultsch von der Universität Marburg Programme, die nach dem Vorbild der Natur, insbesondere des Gehirns arbeiten: Sie finden die gewünschten Informationen, in dem sie abstrahieren und Unwichtiges ignorieren. Dabei herausgekommen sind 12 wichtige Dimensionen des Schmerzes, die Forscher in Gestalt einer „Schmerzuhr“ angeordnet haben. Jeder der 12 Schmerzbereiche entspricht der Anzahl der dafür zuständigen Gene.

„Erstaunlich war der relativ große Anteil von Genen, die sich mit dem Aus-und Umbau von Nervengeflechten beschäftigen“, erläutert Prof. Jörn Lötsch vom Institut für Klinische Pharmakologie der Goethe-Universität und Erstautor der Studie. „Möglicherweise ergibt sich daraus eine Spur zu den genetischen Mechanismen des Schmerzgedächtnisses. Der Körper erinnert sich nämlich an erlittenen Schmerz und nimmt daher einen erneuten, ähnlichen Schmerz umso stärker wahr“, so Lötsch.

Als eine erste Anwendung der „Schmerzuhr“ skizzieren die Forscher in ihrem Aufsatz Tests zur Wirksamkeit von schmerstillenden Mitteln. Die dafür zuständigen Gene konzentrieren sich in Bereichen, die insbesondere den Schnittstellen zwischen Nervenzellen (Synapsen und Ionen-Transport) zuzuordnen sind.

Die Ergebnisse beruhen auf einer intensiven interdisziplinäre Zusammenarbeit von Pharmakologen, Molekularbiologie, Schmerzforschung und Datenbionik (Informatik). Beteiligt waren neben den Gruppen von Prof. Lötsch und Prof. Ultsch auch Forscher der Fraunhofer-Projektgruppe Translationale Medizin und Pharmakologie TMP in Frankfurt, des Instituts für Klinische Pharmakologie der Goethe-Universität unter der Leitung von Prof. Gerd Geisslinger sowie Prof. Jeffrey Mogil vom Schmerzforschungszentrum der McGill Universität in Montreal/Kanada.

Publikation:
Lötsch, J., Doehring, A., Mogil, J.S., Arndt, T., Geisslinger,G. & Ultsch, A.: Functional genomics of pain in analgesic drug development and therapy, Pharmacology and Therapeutics April (2013).

http://authors.elsevier.com/sd/article/S0163725813000831

Informationen: Prof. Jörn Lötsch, Institut für Klinische Pharmakologie, Klinikum der Goethe-Universität und Fraunhofer Institut für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME, Projektgruppe Translationale Medizin und Pharmakologie TMP, Tel.:(069) 6301-4589, j.loetsch@em.uni-frankfurt.de.

Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 von Frankfurter Bürgern gegründet, ist sie heute eine der zehn drittmittelstärksten und größten Universitäten Deutschlands. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein einzigartiges Maß an Eigenständigkeit. Parallel dazu erhält die Universität auch baulich ein neues Gesicht. Rund um das historische Poelzig-Ensemble im Frankfurter Westend entsteht ein neuer Campus, der ästhetische und funktionale Maßstäbe setzt. Die „Science City“ auf dem Riedberg vereint die naturwissenschaftlichen Fachbereiche in unmittelbarer Nachbarschaft zu zwei Max-Planck-Instituten. Mit über 55 Stiftungs- und Stiftungsgastprofessuren nimmt die Goethe-Universität laut Stifterverband eine Führungsrolle ein.

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