Die Rolle der spinalen Astrozyten in Nozizeption und Schmerz

Astrozyten, jene sternförmigen Zellen die im gesamten zentralen Nervensystem zu finden sind, wurden lange Zeit lediglich als Nährstofflieferanten für Nervenzellen betrachtet. Neuere Forschungsergebnisse haben jedoch gezeigt, dass Astrozyten bei sehr vielen Gehirnfunktionen aktiv beteiligt sind. Kürzlich veröffentlichte Studien weisen darauf hin, dass Astrozyten die Informationsweiterleitung an den Kontaktstellen zwischen den Nervenzellen (Synapsen) im Gehirn beeinflussen, in dem sie zum Beispiel Substanzen freisetzen, die wiederum auf Nervenzellen wirken können. So könnten sie auch bei jenen zellulären Prozessen auf Ebene des Rückenmarks eine Rolle spielen, die zur Entstehung von chronischen Schmerzen beitragen. Ob dies tatsächlich der Fall ist, blieb bisher jedoch großteils unerforscht. Dies liegt hauptsächlich daran, dass es bisher kaum adäquate Möglichkeiten gab, um Astrozyten gezielt zu aktivieren. Nun gibt es eine neue Technik, die eine selektive Aktivierung von Astrozyten ermöglicht. Dazu werden genetisch veränderte G-Protein gekoppelte Rezeptoren verwendet. Diese Rezeptoren werden auch als DREADDs (Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs) bezeichnet. Im Gegensatz zu körpereigenen Rezeptoren können DREADDs nur durch eine spezielle Substanz (Clozapin-N-Oxid) aktiviert werden. Mit Hilfe dieser Technik konnten wir in Pilotstudien zeigen, dass die Aktivierung von Astrozyten auf Ebene des Rückenmarks zu einer lang anhaltenden Verstärkung des Schmerzempfindens bei Ratten führt. Die Mechanismen, die eine solche Verhaltensänderung bewirken, sind bisher jedoch weitgehend unbekannt. Im hier beantragten Projekt wollen wir daher nun jene zellulären und synaptischen Prozesse im Rückenmark, die der durch Astrozyten ausgelösten Verstärkung des Schmerzempfindens zu Grunde liegen könnten, im Tiermodell genauer untersuchen. Wir hoffen, durch unsere Studie die Rolle der Astrozyten bei der Entstehung von chronischen Schmerzen besser zu verstehen und dadurch die wissenschaftliche Basis für die Entwicklung einer neuen, Astrozyten-orientieren Schmerztherapie zu schaffen.