Viele Millionen Menschen leiden weltweit unter chronischen Schmerzen, gegen die Mediziner oft wenig ausrichten können: Gängige Schmerzmittel wie Opioide oder Mittel wie Ibuprofen, die ganz allgemein Entzündungsreaktionen dämpfen, helfen den betroffenen Patienten nicht. Dies liegt auch daran, dass den lang andauernden chronischen Schmerzen eigentümliche Störungen der Nervenleitung zu Grunde liegen, die bisher nur zum Teil verstanden sind. US-amerikanischen Forschern gelang es nun aber, weitere Details des Schmerzgeschehens zu ermitteln. So konnten sie es gezielt im Hirn von Mäusen dämpfen, indem sie dort ein wichtiges Enzym stilllegten.

Blockierte Langzeitpotenzierung
© Science / AAAS
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernBlockierte Langzeitpotenzierung
Der Adenylatzyklase-Hemmer NB001 (grün) blockiert chronischen Schmerz, indem er die schädliche Langzeitpotenzierung von Synapsen im Gehirn verhindert. Dies bremst Prozesse, die die Reizschwelle der Nervenleitung nach und nach verändern würden.

Die Adenylatzyklase AC1 (rot) spielt bei dieser Lanzeitpotenzierung eine wichtige Rolle: Wenn der Neurotransmitter Glutamat (schwarze Kreise) an NMDA-Rezeptoren-Poren (violett) andockt, dann öffnen sich diese Poren und lassen Kalzium (weiße Kreise) einströmen. Kalzium aktiviert ein Enzym (schwarze Sicheln), das AC1 anspornt, das Signal cAMP (gelbe Dreiecke) zu produzieren. cAMP treibt nun ein weiteres Protein an (weiße Sichel), welches auf die Ablesehäufigkeit bestimmter Gene Einfluss nimmt: Mehr Membranproteine werden gebildet, welche die Neurone sensibler werden lassen.
Wesentlich für das Entstehen chronischer Schmerzen sind schleichende Veränderungen, die die Reizweiterleitung im peripheren Nervensystem, im Rückenmark und in bestimmten Hirnarealen betreffen: Der Körper leitet sie zum Beispiel in Reaktion auf eine Verletzung ein. Ähnlich wie bei Lernprozessen in anderen Hirnarealen sorgen die Anpassungen im anterioren zingulären Kortex (ACC) nun etwa dafür, dass objektiv schwache Berührungsreize chronisch als subjektiv heftige, andauernde Schmerzen wahrgenommen werden.

Den Lernprozess – die so genannte Langzeitpotenzierung – kann man aber biochemisch einschränken, erkannte das Team um Min Zhuo von der University of Toronto in Kanada. Es wirkt im ACC dabei durch die Blockade des wichtigen Enzyms Adenylatzyklase Typ 1 (AC1), dessen Nachschub die Forscher mit dem Wirkstoff NB001 unterbanden. Dies verhindert die Langzeitpotenzierung, also die biochemische Grundlage der erlernten Fehlanpassung des Gehirns und des chronischen Schmerzes. Mäuse, die mit dem Wirkstoff behandelt werden, litten entsprechend weniger stark.

Entscheidend sei vor allem, dass die gezielte Blockade von AC1 im ACC Nebenwirkungen vermindern dürfte, so die Forscher. AC1 ist zwar ohnehin vor allem in Neuronen von Bedeutung; Zellen von Herz, Leber oder Niere sind von dem Eingriff von NB001 also weniger betroffen. Der Wirkstoff störe aber auch andere neuronale Lernprozesse im Gehirn – etwa in der Gedächtniszentrale – offenbar nicht, ermittelten die Forscher weiter. Zusätzliche Untersuchungen seien jedoch notwendig, um dies völlig auszuschließen und auf dem Weg zu einem Medikament gegen chronische Schmerzen voranzukommen. (jo)