Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues menschliches Zellkulturmodell für Schmerz

05.11.2015

Wer Schmerz beim Menschen verstehen will, muss häufig auf Tiermodelle zurückgreifen. Doch viele der so gewonnen Ergebnisse sind leider nicht auf den Menschen übertragbar. Die Schmerzforschung befindet sich daher in einem Dilemma: Es mangelt an zur Forschung geeigneten menschlichen Schmerz-Nervenzellen. Forscher der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben unter Zuhilfenahme humaner Stammzelltechnologie einen Weg gefunden, um die Entstehung von Schmerzen beim Menschen besser zu erforschen – und zwar anhand von humanen Nervenzellen, die aus Stammzellen gewonnen wurden.

Die Entwicklung und Etablierung menschlicher Schmerzmodelle wird weltweit in nur sehr wenigen Zentren durchgeführt, eines davon ist die FAU. Die Erlanger Forscher und Forscherinnen um Prof. Dr. Beate Winner, Leiterin der Nachwuchsgruppe III am Interdisziplinären Zentrum für Klinische Forschung (IZKF) der FAU, und Prof. Dr. Angelika Lampert, zur Zeit der Studie am Institut für Physiologie und Pathophysiologie der FAU tätig, nutzten eine neue und mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Technologie:

Aus einer kleinen Hautbiopsie werden menschliche Zellen in Kultur genommen und in Stammzellen umgewandelt. Diese pluripotenten Stammzellen lassen sich zu jedem beliebigem Zelltyp entwickeln, so auch zu menschlichen Nervenzellen, die Schmerzreize detektieren und ans Gehirn weiterleiten: den sogenannten Nozizeptoren.

Erstmals wurden diese Nozizeptoren mit der sogenannten Patch-Clamp-Technologie – einer speziellen Messmethode, um deren elektrische Aktivität zu bestimmen – verknüpft und eine detaillierte Analyse bestimmter, nur in Neuronen vorkommender Membranproteine durchgeführt. Dreh- und Angelpunkt des Forschungsprojekts war der Einstrom von Ionen in die Neuronen, der die Nervenzellen elektrisch aktiviert.

„In den Nozizeptoren konnten wir nachweisen, dass für Schmerzzellen ganz typische Ionenkanäle vorhanden sind. Zusätzlich haben wir einen Ionenkanal entdeckt, den man bisher nur in der Embryonalentwicklung kannte und der für die Aktivität und Kommunikation der Neurone zentral ist", sagt Prof. Dr. Beate Winner.

„Dies ist ein wichtiger Befund, der zukünftig bei der Untersuchung dieser humanen Schmerzzellen beachtet werden muss, da dies die Aktivität der Zellen beeinflussen kann“, fügt Esther Eberhardt, Assistenzärztin in der Anästhesiologischen Klinik der FAU und eine der drei Erstautoren dieser interdisziplinären Kooperation, hinzu.

Den FAU-Wissenschaftlern und -Wissenschaftlerinnen ist es somit gelungen, in humanen Schmerzneuronen den schnellen, aktivierenden Ioneneinstrom detailliert zu charakterisieren, der sich deutlich von Befunden in Schmerzneuronen in Nagetieren unterscheidet. „Die Ergebnisse erlauben es, Schmerzen in Zukunft besser zu erforschen", sagt Diana Schmidt, Doktorandin am IZKF und ebenfalls Erstautorin dieser Arbeit.

Damit eröffnet sich die Möglichkeit, neue Erkenntnisse über die Funktionsweise der Schmerzentstehung zu gewinnen. Letztendlich tragen die Erlanger Forschungsergebnisse dazu bei, gezieltere und bessere Medikamente für Schmerzpatienten zu entwickeln, da Nozizeptoren mit Hilfe der Stammzelltechnologie zukünftig auch direkt von Schmerzpatienten gewonnen werden können.

Die Ergebnisse der wissenschaftlichen Studie der FAU wurden in der Fachzeitschrift Stem Cell Reports veröffentlicht. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.stemcr.2015.07.010

Weitere Informationen:
Prof. Dr. Beate Winner
beate.winner@fau.de

Prof. Dr. Angelika Lampert
alampert@ukaachen.de

Dr. Susanne Langer | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.fau.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Blutgerinnung und Enzym: Entscheidender Zusammenhang bei der MS entdeckt
18.12.2018 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät
14.12.2018 | Exzellenzcluster Entzündungsforschung

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: Wie Bakterien ein Antibiotikum ausschalten

Forscher des HZI und HIPS haben entdeckt, dass resistente Bakterien den Wirkstoff Albicidin mithilfe eines massenhaft gebildeten Proteins einfangen und inaktivieren

Gegen die immer häufiger auftauchenden multiresistenten Keime verlieren gängige Antibiotika zunehmend ihre Wirkung. Viele Bakterien haben natürlicherweise...

Im Focus: How bacteria turn off an antibiotic

Researchers from the HZI and the HIPS discovered that resistant bacteria scavenge and inactivate the agent albicidin using a protein, which they produce in large amounts

Many common antibiotics are increasingly losing their effectiveness against multi-resistant pathogens, which are becoming ever more prevalent. Bacteria use...

Im Focus: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Notsignal im Zellkern – neuartiger Mechanismus der Zellzykluskontrolle

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Methode für sichere Brücken

18.12.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics