Schmerzmedizin: Hemmprotein gegen chronischen Schmerz entdeckt

Die Nervenzellen unseres Rückenmarks verfügen über einen bisher unbekannten Schutzmechanismus gegen starke Schmerzen, berichtet ein internationales Forscherteam um Anke Tappe und Rohini Kuner vom Universitätsklinikum Heidelberg. Die Entdeckung eröffne völlig neue Perspektiven für die Therapie chronischer Schmerzen.

Die Wissenschaftler beschäftigten sich mit den so genannten "Homer"-Proteinen, die im limbischen System des Großhirns vor neun Jahren entdeckt wurden. In diesem Hirnbereich werden unter anderem Emotionen und die Schmerzempfindung verarbeitet. Die Homer-Eiweiße fungieren als Adapterproteine, die bei der Übertragung von Signalen aus dem Körper auf die verarbeitenden Zellsysteme eine Rolle spielen: Sie verbinden über ein molekulares Gerüst die Rezeptorproteine für den Botenstoff Glutamat mit den Kalzium-Rezeptoren in der Zellmembran.

Wie entsteht das Schmerzgedächtnis? | Das Protein Homer 1a wirkt als Hemmstoff (rechtes Bild), wenn Schmerzrezeptoren (Nozizeptoren) wiederholt gereizt werden (linkes Bild). Bei einer Reizung bindet der Botenstoff Glutamat an einen Rezeptor ("mGluR", grün), der dann über eine IP₃-Signalkaskade ein Signal weitergibt; hierbei spielen Homer-Proteine ("Homer 1", blau) als molekulare Brückenbauer eine wichtige Rolle. Bilden die Homer-Proteine die Brücke (linkes Bild), so sorgt das eintreffende Glutamatsignal letzlich für eine Kalzium-Ausschüttung und die Ausbildung eines Schmerzgedächtnisses.
Das nun entdeckte "Homer 1a" (rechtes Bild, rot) kann die Ausbildung der Homerbrücke aber verhindern – und damit auch das Entstehen des Schmerzgedächtnis und den chronischen Schmerz.

Erstmals konnten die Forscher nun zeigen, dass die Adapterproteine auch im Rückenmark vorkommen und dort an der Schmerzverarbeitung beteiligt sind. Zudem enthüllten sie, dass das kleine Homer-Protein 1a den Aufbau des bei der Signalübertragung notwendigen Transportgerüstes stören kann. Gerade bei bei langwierigen Entzündungen wird Homer 1a vom Körper reichlich produziert. Fällt seine hemmende Wirkung aber aus, werden Schmerzen dauerhaft wahrgenommen, weil die übrigen Homer-Proteine ein Schmerzgedächtnis ungestört aufbauen: Der Schmerz wird chronisch.

"Bisher kannten wir nur Rückkopplungsmechanismen, die den Schmerz verstärken", so die Wissenschaftler. "Mit Homer 1a haben wir erstmals einen negativen Rückkopplungsmechanismus der Schmerzverarbeitung identifiziert."

Für akute Schmerzen, die sinnvolle Warnsignale sind, hat das wenig Bedeutung. Chronische Schmerzen aber, die ihren Sinn und Warncharakter weit gehend verloren haben, wären ohne den Schutz der körpereigenen Notbremse Homer 1a noch weniger zu ertragen.

Die Studie zeigt, dass Schmerzen umso schwächer empfunden werden, je höher die Konzentration von Homer 1a im Rückenmark ist. Das ließe sich möglicherweise therapeutisch nutzen, indem man in einer Gentherapie den Bauplan für dieses Protein in die betroffenen Zellen einschleust. Leichter wäre es jedoch vermutlich, kleine Teile von Homer 1a, mit denen er die Schmerzbrücke abbaut, nachzuformen und zum Medikament zu entwickeln.