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Medizin

Neues Verfahren zeigt, wie Opioide im Gehirn (genau) wirken

Freitag, 6. Juli 2018

/Igor - stock.adobe.com

Martinsried – Ein neues Verfahren, das tiefere Einblicke in die Reaktion des Gehirns auf Opioide erlaubt, haben Forscher aus Deutschland, Österreich und den USA in der Fachzeitschrift Science vorgestellt (doi 10.1126/science.aao4927).

Die Aktivierung eines Zellrezeptors löst in der Zelle üblicherweise Signalkaskaden aus, über die Rezeptorinformationen an Proteine an niedrigeren Stufen in der Organi­sations­struktur der Zelle weitergegeben werden. Nachgeordnete Proteine sind die molekularen Maschinen in den Zellen, die den Großteil der Zellfunktionen ausüben. Eine Möglichkeit, die Funktion der Proteine zu verändern, sind Phosphorylierungen, also Anlagerungen eines Phosphatmoleküls an die Proteine. Analysieren Wissen­schaftler sämtliche molekulare Schalter in der Zelle gleichzeitig, können sie damit die Aktivität von Signalwegen in Zellen oder einem Organ bestimmen. Die Erforschung dieser Weisungskette erlaubt einen genaueren Einblick in die aktuell stattfindenden Prozesse in den Zellen als die Analyse der DNA, die ja in allen Zellen mehr oder weniger identisch ist. 

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Forscher um Matthias Mann, Direktor des Max-Planck-Instituts für Biochemie, beschreiben mittels Massenspektrometrie die Phosphorylierungsmuster von Tausenden von Proteinen in verschiedenen Organproben. Dieser Ansatz wird als Phospho-Proteomik bezeichnet. In der jüngst durchgeführten Studie untersuchten die Forscher die Aktivierung von Signalwegen in den unterschiedlichen Gehirnregionen, die auf opioidartige Medikamente ansprechen.

„Mithilfe der Phospho-Proteomik können wir mehr als 50.000 Phosphorylierungsorte auf einmal untersuchen. Wir erhalten eine Momentaufnahme der Aktivität aller Signalwege zu einem bestimmten Zeitpunkt in den Gehirnproben. Nach Applikation eines opioidartigen Medikaments stellten wir mehr als 1.000 Veränderungen fest, was einen globalen Effekt dieser Arzneimittel auf die Signalgebung im Gehirn belegt“, erklärt Jeffrey Liu, der Erstautor der Studie. 

In der Studie haben die Forscher die Aktivierung von Signalwegen im Gehirn untersucht, die für gewünschte Wirkungen von Opioiden wie Schmerzlinderung verantwortlich sind. „Im Gegensatz dazu führt die parallele Aktivierung anderer Signalwege zu unerwünschten Nebenwirkungen“, so Liu.

Die Wissenschaftler hoffen jetzt, mit diesem Ansatz neuartige Arzneimittel-Ziel­strukturen zu identifizieren. „Daraus könnten neue Klassen von Schmerzmitteln mit weniger Nebenwirkungen entstehen“, hieß es aus der Arbeitsgruppe.  © hil/aerzteblatt.de

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