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Selbst sanfte Berührungen sind für Patienten, die an der „Schmetterlingskrankheit“ leiden, der genetisch bedingten Hautkrankheit Epidermolysis Bullosa, äußerst schmerzhaft. Jetzt haben Dr. Li-Yang Chiang, Dr. Kate Poole und Prof. Gary R. Lewin vom Max-Delbrück-Centrum (MDC) in Berlin-Buch die Ursachen dafür entdeckt. Aufgrund eines genetischen Defekts können die Betroffenen das Strukturmolekül der Haut Laminin-332 nicht bilden, das bei Gesunden die Weiterleitung von Berührungsreizen und die Verzweigung von Nervenzellen hemmt (Nature Neuroscience, doi: 10.1038/nn.2873)*. Dadurch nehmen die Patienten offenbar Berührungen stärker wahr und empfinden sie als schmerzhaft, folgern die MDC-Forscher.
Kleinste Berührungen fühlen sich an wie Nadelstiche, der Körper ist von Blasen übersät, die Haut an vielen Stellen entzündet. Patienten mit Epidermolysis Bullosa – auch Schmetterlingskrankheit genannt, weil die Haut der Betroffenen so empfindlich ist, wie die Flügel von Schmetterlingen – haben große Schmerzen und kaum eine Chance, ein normales Leben zu führen. Selbst Laufen wird durch den Druck auf die Fußsohlen zur Qual.
Durch einen genetischen Defekt löst sich bei den Patienten die obere Hautschicht (Epidermis) von der darunterliegenden Lederhaut (Dermis) ab, und es bilden sich Blasen (Bullosa). Den Betroffenen fehlt das Strukturmolekül Laminin-332, das sich normalerweise zwischen den Hautzellen in der extrazellulären Matrix, befindet und wie eine Art Zellkitt die beiden Hautschichten miteinander verbindet.
Nach den neuesten Ergebnissen der MDC-Forscher übernimmt Laminin-332 bei Gesunden noch weitere wichtige Funktionen: Es hemmt die Reizweiterleitung und Verzweigung der sensorischen Nervenzellen, die in der Haut Berührungsreize wahrnehmen.
Sensorische Nervenzellen besitzen an ihren Enden so genannte mechanosensitive Ionenkanäle. Das sind verschließbare Öffnungen in der Zellmembran, durch die geladene Teilchen kontrolliert in die Zelle hinein und hinaus fließen können. Bei einer Berührung wird über den Druck auf die extrazelluläre Matrix ein Zugmechanismus an den Ionenkanälen betätigt, wodurch sich die Kanäle öffnen und die geladenen Teilchen hindurchfließen. Auf diese Weise wird die Nervenzelle erregt und der Reiz wahrgenommen.
Ungebremste Reizweiterleitung
In Versuchen mit Zellkulturen stellten die MDC-Forscher fest, dass ein Berührungsreiz bei allen Nervenzellen, die nicht von Laminin-332 umgeben sind, Ionenströme auslöst. Bei Nervenzellen mit Laminin-332 dagegen, haben sie wesentlich weniger Ionenströme gemessen. „Laminin-332 setzt offensichtlich den Zugmechanismus zur Öffnung der Ionenkanäle größtenteils außer Kraft und hemmt auf diese Weise die Reizweiterleitung. Weil Patienten mit Epidermolysis Bullosa Laminin-332 fehlt, ist die Reizweiterleitung ungebremst. Ihre sensorischen Nervenzellen werden um ein Vielfaches stärker erregt, was dazu führt, dass sie wesentlich empfindlicher auf mechanische Reize reagieren“, erklärt Prof. Lewin.
Im Hautgewebe von Patienten mit Epidermolysis Bullosa fanden die MDC-Forscher zudem ein weitaus verzweigteres Netz von Nervenzellen als in der Haut gesunder Menschen. „Aus Versuchen mit Zellkulturen wissen wir, dass Laminin-332 das Verzweigen von Nervenzellen hemmt. Ohne Laminin-332 ist diese Hemmung nicht gegeben. Vermutlich trägt auch dieser Effekt zu der verstärkten Wahrnehmung von Berührungsreizen bei“, sagt Prof. Lewin.
Die Forscher hoffen mit weiteren Studien Ansatzpunkte für eine medikamentöse Therapie zu finden. Doch bereits jetzt sei schon viel gewonnen: „Durch die Aufklärung der Ursache werden die Patienten mit ihren Schmerzen jetzt sicher ernster genommen. Damit können effizientere Schmerztherapien eingesetzt werden. Bei der Behandlung sollten neben Dermatologen in Zukunft unbedingt auch Neurologen hinzugezogen werden“, empfiehlt Prof. Lewin.
*Laminin–332 coordinates mechanotransduction and growth cone bifurcation in sensory neurons
Li-Yang Chiang1,5, Kate Poole1,5, Beatriz E. Oliveira2, Neuza Duarte1,Yinth Andrea Bernal Sierra1, Leena Bruckner-Tuderman3, Manuel Koch2, Jing Hu1,4 and Gary R. Lewin1
1Department of Neuroscience, Max Delbrück Center for Molecular Medicine and Charité Universitätsmedizin Berlin, Berlin, Germany. 2Institute for Oral and Musculoskeletal Biology, Center for Biochemistry, Department of Dermatology, and Center for Molecular Medicine Cologne, Medical Faculty, University of Cologne, Cologne, Germany.3Department of Dermatology and Freiburg Institute for Advanced Studies, School of Life Sciences LifeNet, University of Freiburg, Freiburg, Germany. 4Center for Integrative Neuroscience, Tübingen, Germany
5These authors contributed equally to this work.
Barbara Bachtler
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Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC) Berlin-Buch
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Forschungsergebnisse, Wissenschaftliche Publikationen
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