Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Depressive Fische könnten bei der Suche nach neuen Medikamenten helfen

31.07.2013
Antidepressivum normalisiert das Verhalten von Zebrafischen mit einem defekten Stresshormon-Rezeptor

Chronischer Stress kann beim Menschen zu Depressionen und Angstzuständen führen. Wissenschaftler um Herwig Baier, Direktor am Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried bei München, haben nun einen ganz ähnlichen Zusammenhang in Fischen entdeckt.


Der Zebrafisch (Danio rerio) ist ein beliebter Modellorganismus für viele genetische und entwicklungsbiologische Fragen.
© MPI f. Neurobiologie


Zebrafische mit einer Mutation im Glucocorticoid-Rezeptor verhalten sich in einer Stresssituation passiv. Mit einem handelsüblichen Antidepressivum im Wasser normalisiert sich das Verhalten. Die Ergebnisse zeigen einen wichtigen Zusammenhang zwischen Stressregulierung und Stimmungsbeeinträchtigungen, der offenbar auch beim Menschen eine wichtige Rolle spielt.
© Max-Planck-Institut für Neurobiologie / Schorner

Normalerweise hilft das Stresshormon Cortisol Fischen, wie auch dem Menschen, Stress zu regulieren. Fische, denen der Rezeptor für Cortisol aufgrund einer genetischen Veränderung fehlte, zeigten einen konstant hohen Stresslevel. Sie waren nicht in der Lage, sich an eine ungewohnte neue Situation zu gewöhnen. Mit einem Antidepressivum im Wasser normalisierte sich das Verhalten der Fische wieder. Die Ergebnisse zeigen einen direkten Zusammenhang zwischen chronischem Stress und Verhaltensänderungen, die einer Depression ähneln. Sie könnten auch die Tür für die effektive Suche nach neuen Medikamenten für psychiatrische Erkrankungen öffnen.

In einer Stresssituation schüttet der Körper Hormone aus, um für Flucht oder Kampf bereit zu sein. Ebenso wichtig wie diese Reaktion ist es, dass sich der Hormonspiegel nach einiger Zeit wieder normalisiert. Geschieht dies nicht, kann chronischer Stress entstehen, der unter anderem mit Depressionen und Angsterkrankungen in Verbindung gebracht wird. Ob Stress ein Auslöser oder nur eine Begleiterscheinung solcher sogenannter affektiver Störungen ist, ist nach wie vor unklar.

Aus einer ganz unerwarteten Ecke kommt nun der Hinweis auf einen ursächlichen Zusammenhang zwischen Stress und Depressionen. Wissenschaftler um Herwig Baier vom Max-Planck-Institut für Neurobiologie in Martinsried und der Universität von Kalifornien in San Francisco haben beobachtet, dass Zebrafische, die aufgrund einer genetischen Veränderung (Mutation) chronisch gestresst sind, in Verhaltenstests Anzeichen einer Depression zeigen. Der Zebrafisch ist ein beliebtes Modell für biologische und medizinische Fragestellungen. Er war jedoch bislang kein naheliegendes Forschungsobjekt für die Untersuchung psychiatrischer Erkrankungen. Dies könnte sich jetzt schlagartig ändern.

"Diese Fischmutanten verhielten sich sehr merkwürdig, wenn wir sie in ein neues Aquarium umsetzten", berichtet Herwig Baier. Für alle Tiere bedeutet das Umsetzen in eine ungewohnte Umgebung Stress. Die Trennung von Artgenossen setzt die Fische zusätzlich unter Druck. Zebrafische ziehen sich in solch einer Situation erst einmal zurück und schwimmen in den ersten Minuten nur sehr zögerlich. Schließlich siegt die Neugier, und sie beginnen, den neuen Tank zu erkunden. Die Fische mit der Mutation reagierten jedoch besonders stark auf die Isolierung: Sie ließen sich zum Beckenboden sinken und verhielten sich ganz still. An die neue Umgebung gewöhnten sie sich nur äußerst langsam.

Eine Analyse dieser "lethargischen" Fische zeigte, dass bei ihnen die Konzentrationen der Stresshormone Cortisol, CRH und ACTH deutlich erhöht war. "Wir vermuteten daher, dass diese Fische unter chronischen Stress standen und dadurch bedingt ein depressives oder vielleicht überängstliches Verhalten zeigten", so Baier. Dieser Vermutung folgend gaben die Wissenschaftler das Antidepressivum Fluoxetin (im Handel unter anderem als Prozac bekannt) ins Wasser. Tatsächlich verhielten sich die Fische kurz darauf wieder ganz normal.

Was machte diese Fische so anders? Die Wissenschaftler fanden eine Mutation in dem sogenannten Glucocorticoid-Rezeptor, der in fast allen Zellen des Körpers vorkommt und das Hormon Cortisol bindet. Normalerweise wird durch die Bindung von Cortisol an diesen Rezeptor die Ausschüttung der Stresshormone CRH und ACTH reduziert. Dieser Regelmechanismus erlaubt es Menschen und vielen Tierarten mit Stress umzugehen. In der untersuchten Fischvariante war der Glucocorticoid-Rezeptor jedoch funktionsuntüchtig und der Stresshormonlevel blieb somit hoch.

"Obwohl es eine ganze Reihe wirksamer Medikamente gegen Depressionen gibt, ist nach wie vor unklar, welcher Zusammenhang zwischen ihrer Wirkung und den Stresshormonen besteht", erklärt Herwig Baier. "Unsere Ergebnisse zeigen nun erstmals eine mögliche Verbindung." Das Verständnis der molekularen und neurobiologischen Zusammenhänge zwischen Stressregulierung und affektiven Störungen ist für die Suche nach neuen Therapien und Medikamenten wichtig. Die Entdeckung der Wissenschaftler ist daher auch für die Pharmaindustrie interessant, denn der Zebrafisch könnte sich zu einem guten Modellorganismus für eine groß angelegte Suche und den Test neuer Medikamente entwickeln.

Ansprechpartner

Prof. Dr. Herwig Baier
Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried
Telefon: +49 89 8578-3200
Fax: +49 89 8578-3208
E-Mail: hbaier@­neuro.mpg.de
Dr. Stefanie Merker
Max-Planck-Institut für Neurobiologie, Martinsried
Telefon: +49 89 8578-3514
E-Mail: merker@­neuro.mpg.de
Originalpublikation
L Ziv, A Muto, PJ Schoonheim, SH Meijsing, D Strasser, HA Ingraham, MJM Schaaf, KR Yamamoto & H Baier
An affective disorder in zebrafish with mutation of the glucocorticoid receptor
Molecular Psychiatry (2013) 18, 681--691; doi:10.1038/mp.2012.64; June 2013

Prof. Dr. Herwig Baier | Max-Planck-Institut
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de/7479186/zebrafische-depressionen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neuer Ansatz gegen Gastritis
10.08.2017 | Medizinische Hochschule Hannover

nachricht Wenn Schimmelpilze das Auge zerstören
10.08.2017 | Julius-Maximilians-Universität Würzburg

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Im Focus: Mit Barcodes der Zellentwicklung auf der Spur

Darüber, wie sich Blutzellen entwickeln, existieren verschiedene Auffassungen – sie basieren jedoch fast ausschließlich auf Experimenten, die lediglich Momentaufnahmen widerspiegeln. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums stellen nun im Fachjournal Nature eine neue Technik vor, mit der sich das Geschehen dynamisch erfassen lässt: Mithilfe eines „Zufallsgenerators“ versehen sie Blutstammzellen mit genetischen Barcodes und können so verfolgen, welche Zelltypen aus der Stammzelle hervorgehen. Diese Technik erlaubt künftig völlig neue Einblicke in die Entwicklung unterschiedlicher Gewebe sowie in die Krebsentstehung.

Wie entsteht die Vielzahl verschiedener Zelltypen im Blut? Diese Frage beschäftigt Wissenschaftler schon lange. Nach der klassischen Vorstellung fächern sich...

Im Focus: Fizzy soda water could be key to clean manufacture of flat wonder material: Graphene

Whether you call it effervescent, fizzy, or sparkling, carbonated water is making a comeback as a beverage. Aside from quenching thirst, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have discovered a new use for these "bubbly" concoctions that will have major impact on the manufacturer of the world's thinnest, flattest, and one most useful materials -- graphene.

As graphene's popularity grows as an advanced "wonder" material, the speed and quality at which it can be manufactured will be paramount. With that in mind,...

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

European Conference on Eye Movements: Internationale Tagung an der Bergischen Universität Wuppertal

18.08.2017 | Veranstaltungen

Einblicke ins menschliche Denken

17.08.2017 | Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eine Karte der Zellkraftwerke

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Chronische Infektionen aushebeln: Ein neuer Wirkstoff auf dem Weg in die Entwicklung

18.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Computer mit Köpfchen

18.08.2017 | Informationstechnologie