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Nach einer Operation den Patienten schmerzfrei und beweglich halten: Trotz aller Fortschritte ist das für die Medizin noch immer eine Herausforderung. Einen innovativen Ansatz auf diesem Gebiet beschreiben jetzt Wissenschaftler aus Würzburg, Berlin, Jena und Erlangen.
Ein älterer Patient hat ein künstliches Kniegelenk eingesetzt bekommen. Nach dem Eingriff injizieren ihm die Ärzte gegen die Schmerzen ein Lokalanästhetikum. Es blockiert die schmerzleitenden Nervenfasern im Operationsgebiet und lindert so die Beschwerden. Allerdings legt das Medikament auch die Nervenfasern lahm, die für andere Empfindungen und Beweglichkeit zuständig sind – es kommt zur Lähmung der Muskulatur.
Diese Nebenwirkung der Schmerztherapie tritt zwangsläufig auf und ist sehr unerwünscht. Denn für die Heilung der Operationsstelle und für die Genesung ist es gerade bei älteren Patienten sehr wichtig, dass sie nach dem Eingriff schnell wieder auf die Beine kommen und sich schmerzfrei bewegen.
Zwar gibt es auch sehr gute Schmerzmittel, die die Beweglichkeit der Patienten nicht beeinträchtigen. „Dazu gehören Morphin und andere Opioide. Das sind noch immer die wirksamsten Schmerzmedikamente, die man kennt“, sagt Heike Rittner vom Universitätsklinikum Würzburg. Doch diese Mittel haben einen Nachteil: Sie dämpfen den Schmerz nicht, wenn sie lokal an der Operationsstelle oder am Nerven injiziert werden – vermutlich, weil sie die Nervenscheide nicht überwinden können. Diese Barriere umgibt die Nerven wie eine schützende Hülle.
Publikation in der Zeitschrift PNAS
Wie kann man nach einer Operation Schmerzen wirkungsvoll verhindern und gleichzeitig die Beweglichkeit erhalten? Eine Antwort auf diese Frage gibt die Arbeitsgruppe „Molekulare Schmerzforschung“ der Würzburger Universitätsklinik für Anästhesiologie jetzt in der Zeitschrift PNAS. Heike Rittner, Alexander Brack und Dagmar Hackel haben die neuen Erkenntnisse mit Kollegen aus Berlin, Jena und Erlangen gewonnen.
Nervenscheide kurzzeitig geöffnet
Die Idee der Wissenschaftler bestand darin, die Nervenscheide für Opioide und andere Medikamente zu öffnen. Das gelang ihnen mit einer zehnprozentigen Kochsalzlösung – denn eine solche Lösung macht auch andere Barrieren im Körper durchlässig, wie schon vorher bekannt war. Wurde die Kochsalzlösung im Tiermodell zusammen mit Opioiden in der Nähe eines Nerven injiziert, war ein schmerzlindernder Effekt nachweisbar und die Bewegungsfähigkeit blieb erhalten. Dagegen zeigten nur die Kochsalzlösung oder nur die Medikamente alleine keine Wirkung.
Molekularen Signalweg beschrieben
Die Wissenschaftler haben auch den molekularen Mechanismus identifiziert, der diesem Effekt zu Grunde liegt. Die Kochsalzlösung setzt im Gewebe das Enzym Metalloproteinase 9 frei, und das führt über eine Kette weiterer Reaktionen am Ende dazu, dass in der Nervenscheide die Produktion des Proteins Claudin-1 gedrosselt wird. Ohne dieses Protein verliert die Schranke ihre Funktion; wenige Stunden nach der Behandlung schließt sich die Barriere wieder. Strukturelle, immunologische oder funktionelle Schäden an den Nerven sind danach nicht nachweisbar.
In der Aufklärung dieses Signalwegs liegt die wissenschaftliche Bedeutung der Würzburger Forschungsarbeit. „Erstmals haben wir an peripheren Nerven die molekularen Mechanismen identifiziert, mit denen die Durchlässigkeit für Medikamente reguliert wird“, sagt Heike Rittner. Gleichzeitig liege nun ein innovatives Therapiekonzept vor, mit dem sich die Schmerzweiterleitung durch Nerven gezielt blockieren und die motorische Funktion vollständig erhalten lässt.
Kleine Peptide im Test
Für die Anwendung am Menschen eignet sich die Methode noch nicht. Der Grund: Die Injektion einer so hochprozentigen Kochsalzlösung würde Schmerzen verursachen. Darum suchen die Forscher nun nach einer Alternative, um die Nervenscheide kurzfristig, spezifisch und nebenwirkungsarm zu öffnen.
„Der Signalweg, den wir aufgeklärt haben, bietet dafür verschiedene Ansatzpunkte, mit deren Untersuchung wir schon begonnen haben“, so die Wissenschaftler. Zum Beispiel sei es möglich, das Barriere-Protein Claudin-1 mit kleinen Peptiden direkt und spezifisch herunter zu regulieren und so die Schranke zu öffnen.
Patentallianz sucht Lizenznehmer
Die Anmeldung dieser Peptide zum Patent läuft bereits. Derzeit sucht die Bayerische Patentallianz GmbH nach Pharmafirmen, die die Lizenz erwerben wollen. Fazit der Forscher: „Wir erwarten, dass durch unsere Arbeit Patienten nach Operationen an Armen oder Beinen besser und schneller rehabilitiert werden, weil die belastende Lähmung der Muskulatur wegfällt.“
Hackel D, Krug SM, Sauer RS, Mousa SA, Boecker A, Pfluecke D, Wrede EJ, Kistner K, Hoffmann T, Bloch L, Huber O, Blasig IE, Amasheh S, Sommer C, Reeh PW Fromm M, Brack A, Rittner HL: Transient opening of the perineurial barrier for analgesic drug delivery. Proc Natl Acad Sci USA 2012, published online before print June 25, DOI: 10.1073/pnas.1120800109
Kontakt
Dr. Heike Rittner, Klinik und Poliklinik für Anäesthesiologie, Universitätsklinikum Würzburg, T (0931) 201-30046, rittner_h@klinik.uni-wuerzburg.de
Molekulare Mechanismen zur regulierten Öffnung der Nervenbarriere. Entscheidend ist das vorübergehen ...
Grafik: Hackel et al. 2012 PNAS
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Biology, Medicine
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Research results, Scientific Publications
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Molekulare Mechanismen zur regulierten Öffnung der Nervenbarriere. Entscheidend ist das vorübergehen ...
Grafik: Hackel et al. 2012 PNAS
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