Mittwoch, 17. Dezember 2014

Nasenspray für Nervenzellen

Saarbrücker Zeitung

Homburger Forscher untersuchen die Kommunikation der Körperzellen – zum Beispiel den Geruchssinn

In der Welt der Neurowissenschaften ist Homburg ein Begriff. Seit zwei Jahrzehnten untersuchen Wissenschaftler auf dem Campus der medizinischen Fakultäten der Saar-Uni in mehreren Sonderforschungsbereichen, wie die Zellen unseres Körpers kommunizieren. In den nächsten vier Jahren erhält das Flaggschiff der Uni dafür nun weitere zehn Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft.

Von Merkur-Mitarbeiter
Peter Bylda

Homburg. Das Riechen ist der einzige Sinn, den ein Mensch nicht unterdrücken kann. Denn mit jedem Atemzug strömt zwangsläufig Luft über die Schleimhaut der zehn Quadratmillimeter großen Riechzone im sogenannten Nasendach. Dort sitzen mehrere hundert hochspezialisierte Rezeptoren, die jeweils auf bestimmte Duftstoffe reagieren. Über besondere Nervenzellen sind diese Sensoren mit dem Gehirn verbunden. Deren Signale vermitteln schließlich den Eindruck Geruch.

Im Lauf des Lebens sinkt zwar die Zahl der Riechzellen; deshalb können alte Menschen immer schlechter Gerüche unterscheiden. Das Geruchsempfinden vollends zu verlieren, ist aber für die meisten unvorstellbar. Forscher der Saar-Universität befassen sich nun im Homburger Sonderforschungsbereich der Hochschule mit einer ganz speziellen Form der „Anosmie“, wie der Verlust des Riechvermögens in der Medizin genannt wird.

Auslöser der „Generellen Anosmie“ ist ein Gendefekt, der zu einer schweren Kommunikationsstörung der Nervenzellen führt. Sie verhindert allerdings nicht nur das Riechen. Patienten, die an dieser besonderen Form der Krankheit leiden, können auch keinen Schmerz empfinden. Zellen ihres Nervensystems blockieren außer Geruchsempfindungen sämtliche Schmerzreize des Körpers. Wer an dieser Krankheit leidet, könnte seine Hand auf eine glühende Herdplatte legen und würde die Verbrennungen weder riechen noch fühlen.

Die Anosmie ist eines von 18 Themen im Homburger Sonderforschungsbereich (SFB 894) der Saar-Uni mit dem für Laien recht sperrigen Titel „Calcium-Signale: Molekulare Mechanismen und Integrative Funktionen“. Hier erforschen 23 Wissenschaftler mehrerer Disziplinen auch die Auslöser von Krebs, Parkinson und Alzheimer. Doch einerlei, ob sie nun große Volkskrankheiten, die Wirkung von Hormonen oder seltene Leiden des Nervensystems im Blick haben – immer steht die Kommunikation der Zellen im Mittelpunkt ihres Interesses, so Professor Jens Rettig, der Sprecher der Homburger Forschergruppe. Wie kommunizieren Zellen? Sie nutzen zum Nachrichtenaustausch zwei Verfahren: elektrische Impulse und spezielle Signalstoffe, vor allem Calcium, aber auch Natrium und Kalium. Die kommen in allen Körperflüssigkeiten in wasserlöslicher Form vor – Fachleute sprechen von Ionen – und sind die elementaren Botenstoffe der Zellkommunikation.

Jede Zelle besitzt in ihrer Membran tausende winzige Poren. Diese nur einige Nanometer (millionstel Millimeter) großen sogenannten Ionenkanäle sind jeweils auf einen Signalstoff spezialisiert. Bei Nervenzellen können diese Ionenschleusen durch elektrische Impulse der Nachbarzellen wie über einen Türöffner betätigt werden. Wird ein Kanal auf Durchlass geschaltet, strömen Calcium-, Natrium- oder Kalium-Ionen in die Zelle. Das löst wiederum innerhalb von millionstel Sekunden einen elektrischen Impuls an die Nachbarzellen aus. So flitzt ein Nervenimpuls in der Zeit eines Augenzwinkerns von der Hand ins Hirn – oder er wird, wie im Fall der Generellen Anosmie, schon an der ersten Schaltstelle blockiert.

Bei diesen Patienten, das hat die Arbeitsgruppe um Professor Frank Zufall im Homburger SFB entdeckt, ist in den Nervenzellen, die fürs Geruchsempfinden und für die Schmerzleitung zuständig sind, jeweils ein spezieller Ionenkanal abgeschaltet. Auslöser der Blockade ist in beiden Fällen derselbe Defekt im Erbgut. Die Riech-Rezeptoren der Nase erkennen zwar den Geruch und die Nervenenden der Hand fühlen auch die glühende Herdplatte – doch diese Information gelangt nicht bis zum Gehirn, so Jens Rettig.

Für die Homburger Wissenschaftler ist die Generelle Anosmie auch deshalb ein interessantes Forschungsobjekt, weil sie zur kleinen Gruppe der Krankheiten zählt, die auf einer einzigen Veränderung des Erbguts beruhen. Da die Nervenzellen des Riechorgans für medizinische Wirkstoffe zudem gut zu erreichen sind, bereiten die Homburger Forscher nun ein weltweit einmaliges Behandlungsverfahren vor, so Jens Rettig: eine Therapie per Nasenspray.

Die Idee klingt bestechend, vor ihrer Verwirklichung ist allerdings jede Menge Kopfzerbrechen garantiert, so der Sprecher des SFB. Die Forscher suchen einen Weg, um das defekte Gen (SNC9A) der Nervenzellen des Riechorgans durch eine funktionsfähige Kopie zu ersetzen. Dafür muss in die Zellkerne der betroffenen Nervenzellen neues Erbgut montiert werden, das die defekten Abschnitte ersetzt. Als Transporter dieser Genschnipsel sollen speziell präparierte Viren verwendet werden, die keine Krankheit mehr auslösen können.

Was in der Theorie gut klingt und auch in anderer Form bereits erprobt wird, läuft in der Praxis jedoch nicht immer so reibungslos. Zunächst muss ein Verfahren gefunden werden, um das Erbgut an der richtigen Stelle in den Zellkern einzuschleusen, so Jens Rettig. Nebenwirkungen müssen ausgeschlossen sein und schließlich bleibt auch die Frage zu klären, wie oft diese Therapie wiederholt werden muss. Schließlich erneuern sich Schleimhautzellen sehr schnell. Im Fall der Nasenschleimhaut alle sechs bis acht Wochen.

Trotzdem ist der Sprecher des Homburger SFB zuversichtlich, in den kommenden Jahren dieses wissenschaftliche Projekt des Sonderforschungsbereichs bis zum Beginn einer klinischen Prüfung vorantreiben zu können. Professor Jens Rettig: „Wir haben die molekularen Funktionen der Zellkommunikation verstanden, jetzt wollen wir sie anwenden. Wir wollen handeln – und heilen.“

Hintergrund
Im SFB „Calcium-Signale – Molekulare Mechanismen und Integrative Funktionen“ untersuchen 23 Wissenschaftler in 18 Projekten molekularbiologische Grundlagen vieler Krankheiten. Die Universität des Saarlands erhält dafür in den kommenden vier Jahren rund zehn Millionen Euro von der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Insgesamt sind seit der Gründung dieses Homburger Schwerpunkts vor 20 Jahren etwa 46 Millionen Euro an die Saar-Uni geflossen, so der Leiter des Sonderforschungsbereichs, Professor Jens Rettig.

Quelle: Saarbrücker Zeitung