Forscher unter der Leitung von Matthew Dalva am Tulane Brain Institute und Ted Price am Center for Advanced Pain Studies an der University of Texas at Dallas identifizierten in einer in Science veröffentlichten Studie ein bisher wenig beachtetes Kontrollprinzip der neuronalen Kommunikation. Das verantwortliche Enzym heißt vertebrate lonesome kinase (VLK). VLK wird von aktiven Neuronen in den extrazellulären Raum freigesetzt und phosphoryliert dort Proteine auf der Außenseite benachbarter Zellen. Diese äußere Phosphorylierung verändert offenbar die Wechselwirkungen zwischen Oberflächeiweißen und kann so Signalketten in Nervenzellen modulieren.
In Versuchen an Mäusen verstärkte VLK die Funktion eines Rezeptors, der an Schmerz sowie an Lern- und Gedächtnisprozessen beteiligt ist. Entfernte das Team VLK aus schmerzempfindlichen Neuronen, blieb die normale Bewegung und Sinneswahrnehmung erhalten, während die üblichen postoperativen Schmerzreaktionen ausblieben. Umgekehrt führten erhöhte VLK-Mengen zu stärkeren Schmerzreaktionen.
Die Autorinnen und Autoren schlagen vor, dass die gezielte Beeinflussung extrazellulärer Enzyme wie VLK einen sichereren Weg bieten könnte, Schmerzbahnen zu modulieren. So ließe sich das direkte Blockieren von NMDA-Rezeptoren vermeiden, was oft mit schweren Nebenwirkungen verbunden ist. Als nächste Schritte wollen die Forschenden klären, ob der Mechanismus nur für wenige oder für viele Proteine gilt; falls er verbreitet ist, könnten sich daraus neue Behandlungsansätze für neurologische und andere Erkrankungen ergeben. An der Studie waren mehrere Universitäten beteiligt; gefördert wurde sie durch Zuschüsse verschiedener Institute des National Institutes of Health.
Schwierige Wörter
- enzym — Eiweißmolekül, das biochemische Reaktionen beschleunigt
- extrazellulär — Außerhalb einer Zelle, im Zwischenzellraum gelegenextrazellulären
- Phosphorylierung — Anheften einer Phosphatgruppe an ein Molekül
- rezeptor — Protein auf Zelloberfläche, das Signale empfängtRezeptors
- modulieren — Etwas verändern oder in seiner Stärke beeinflussen
- Behandlungsansatz — Idee oder Methode zur Behandlung einer KrankheitBehandlungsansätze
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Diskussionsfragen
- Welche Vor- und Nachteile sehen Sie darin, extrazelluläre Enzyme statt Rezeptoren direkt zu behandeln?
- Wie könnte ein weit verbreiteter Mechanismus der äußeren Phosphorylierung die Behandlung anderer neurologischer Erkrankungen beeinflussen?
- Welche zusätzlichen Experimente wären sinnvoll, um festzustellen, für wie viele Proteine dieser Mechanismus gilt?
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