Ein internationales Forscherteam unter der gemeinsamen Leitung der University of Cambridge hat ein Gen identifiziert, das für die Produktion schmerzempfindlicher Neuronen beim Menschen essentiell ist. Die Entdeckung, über die in der Zeitschrift Nature Genetics berichtet wurde, könnte Auswirkungen auf die Entwicklung neuer Methoden zur Schmerzlinderung haben.
Schmerzwahrnehmung ist ein evolutionär konservierter Warnmechanismus, der uns vor Gefahren in der Umwelt und möglichen Gewebeschäden warnt. Seltene Menschen – etwa einer von einer Million Menschen im Vereinigten Königreich – werden jedoch geboren, ohne Schmerzen zu empfinden. Diese Menschen häufen zahlreiche selbst zugefügte Verletzungen an, was oft zu einer verkürzten Lebensdauer führt.
Unter Verwendung einer detaillierten Genomkartierung haben zwei Forscherteams zusammengearbeitet, um die genetische Ausstattung von 11 Familien in Europa und Asien zu analysieren, die von einer Erbkrankheit betroffen sind, die als angeborene Schmerzunempfindlichkeit (CIP) bekannt ist. Dadurch konnten sie die Ursache der Erkrankung auf Varianten des Gens PRDM12 lokalisieren. Von CIP betroffene Familienmitglieder trugen zwei Kopien der Variante; Wenn sie jedoch nur eine Kopie von ihren Eltern geerbt hatten, waren sie nicht betroffen.
Das Team untersuchte Nervenbiopsien, die den Patienten entnommen wurden, um zu sehen, was schief gelaufen war, und stellte fest, dass bestimmte schmerzempfindliche Neuronen fehlten. Aufgrund dieser klinischen Merkmale der Krankheit sagte das Team voraus, dass es während der Entwicklung des Embryos zu einer Blockade der Produktion von schmerzempfindlichen Neuronen kommen würde – sie bestätigten dies anhand einer Kombination von Studien in Maus- und Froschmodellen sowie in menscheninduzierten Studien pluripotente Stammzellen (Hautzellen, die in ihren „Meisterzustand“zurückversetzt wurden, der es ihnen ermöglicht, sich zu fast allen Zelltypen des Körpers zu entwickeln).
PRDM12 war zuvor an der Modifikation von Chromatin beteiligt, einem kleinen Molekül, das an unsere DNA bindet und wie ein Sch alter wirkt, um Gene ein- und auszusch alten (ein Effekt, der als Epigenetik bekannt ist). Die Forscher zeigten, dass alle genetischen Varianten von PRDM12 bei den CIP-Patienten die Funktion des Gens blockierten. Da Chromatin bei der Bildung bestimmter spezialisierter Zelltypen wie Neuronen besonders wichtig ist, liefert dies eine mögliche Erklärung dafür, warum sich schmerzempfindliche Neuronen bei CIP-Patienten nicht richtig bilden.
"Die Fähigkeit, Schmerzen zu spüren, ist für unsere Selbsterh altung unerlässlich, aber wir verstehen viel mehr über übermäßigen Schmerz als über mangelnde Schmerzwahrnehmung", sagt Professor Geoff Woods vom Cambridge Institute for Medical Research at the University of Cambridge, die die Studie mitleitete. „Beide sind für die Entwicklung neuer Schmerzbehandlungen gleichermaßen wichtig – wenn wir die Mechanismen kennen, die der Schmerzempfindung zugrunde liegen, können wir möglicherweise unnötige Schmerzen kontrollieren und reduzieren."
PRDM12 ist erst das fünfte Gen, das mit mangelnder Schmerzwahrnehmung in Zusammenhang steht und bisher identifiziert wurde. Zwei der zuvor entdeckten Gene haben jedoch bereits zur Entwicklung neuer Schmerzmittel geführt, die derzeit in klinischen Studien getestet werden.
"Wir sind sehr zuversichtlich, dass dieses neue Gen ein ausgezeichneter Kandidat für die Arzneimittelentwicklung sein könnte, insbesondere angesichts der jüngsten Erfolge mit Medikamenten, die auf Chromatinregulatoren bei menschlichen Krankheiten abzielen", fügt Dr. Ya-Chun Chen von der University of Cambridge hinzu Erstautor der Studie. "Dies könnte möglicherweise denjenigen zugute kommen, die durch mangelnde Schmerzwahrnehmung gefährdet sind, und bei der Entwicklung neuer Behandlungen zur Schmerzlinderung helfen."
