Artikel zur Langlebigkeit

Forscher finden neuen Zelltyp, der an chronischen Schmerzen und Entzündungen beteiligt ist

Forscher finden neuen Zelltyp von Makrophagen, der an chronischen Schmerzen und Entzündungen beteiligt ist
  • Eine Funktionsstörung entzündungshemmender Zellen, sogenannter MRC1+-Makrophagen, kann mit neuropathischen Schmerzen und Entzündungen in Zusammenhang stehen. 

  • Die Stimulierung der Expression dieser Zellen mithilfe einer Gentherapie könnte möglicherweise durch Nervenschäden verursachte Schmerzen behandeln und die Neuroinflammation bei Mäusen reduzieren.

Dieser Artikel wurde im Newsroom der UNC School of Medicine veröffentlicht:

Eines der Kennzeichen chronischer Schmerzen ist eine Entzündung, und Wissenschaftler der UNC School of Medicine haben in einem Tiermodell für neuropathische Schmerzen herausgefunden, dass entzündungshemmende Zellen namens MRC1+-Makrophagen dysfunktional sind. Die Wiederherstellung des Normalzustands dieser Zellen könnte einen Weg zur Behandlung schwächender Schmerzen bieten, die durch Nervenschäden oder eine Fehlfunktion des Nervensystems verursacht werden.

Die Forscher, die ihre Arbeit veröffentlicht haben Neuronfanden heraus, dass die Stimulierung der Expression eines entzündungshemmenden Proteins namens CD163 die Anzeichen einer Neuroinflammation im Rückenmark von Mäusen mit neuropathischen Schmerzen reduzierte.

„Makrophagen sind eine Art Immunzellen, die im Blut und in Geweben im ganzen Körper vorkommen. Wir haben eine Klasse entzündungshemmender Makrophagen gefunden, die dem Körper normalerweise dabei helfen, Schmerzen zu lindern. Aber neuropathische Schmerzen scheinen diese Makrophagen zu deaktivieren und zu verhindern.“ von ihrer Arbeit abhalten“, sagte der leitende Autor Mark Zylka, PhD, Direktor des UNC Neuroscience Center und Kenan Distinguished Professor für Zellbiologie und Physiologie. „Glücklicherweise scheinen sie nicht dauerhaft behindert zu sein, da wir sie dazu überreden konnten, ihre entzündungshemmenden Wirkungen zu verstärken und neuropathische Schmerzen zu lindern. Wir vermuten, dass es möglich sein wird, neue Schmerzbehandlungen zu entwickeln, indem wir ihre Aktivitäten steigern.“ Makrophagen."

Laut den Centers for Disease Control and Prevention leidet etwa ein Fünftel der US-Bevölkerung an chronischen Schmerzen. Oftmals sind die zugrunde liegenden Ursachen schwer zu ermitteln und die Patienten benötigen eine Schmerzlinderung, damit sie im Leben funktionieren können. Während sich Opioide kurzfristig gut zur Schmerzbehandlung eignen, können diese Medikamente bei längerer Anwendung schwerwiegende Nebenwirkungen wie Sucht, Atemdepression, Schwindel, Übelkeit und Tod aufgrund einer Überdosierung haben.

Ein Grund, warum starke Schmerzmittel gut wirken, aber dramatische Nebenwirkungen haben können, hat mit einer grundlegenden biologischen Tatsache zu tun: Schmerzen betreffen eine sehr unterschiedliche Gruppe von Zellen und aktuelle Behandlungen sind nicht spezifisch für den Zelltyp. Ein bestimmtes Medikament kann also nachteilige Veränderungen in einigen Zellen beheben und so Schmerzen lindern, das Medikament kann jedoch eine bestimmte Funktion in anderen Zellen verschlimmern, was zu unerwünschten Nebenwirkungen führt.

Mit einer neuen Technologie namens Einzelzell-RNA-Sequenzierung können Wissenschaftler nun Tausende von Zellen gleichzeitig befragen, um zu sehen, welche Zellen bei chronischen Schmerzen verändert werden und auf welche Weise sich die Zellen verändern.

„Wenn wir wissen, auf welche Zellen wir abzielen, können wir sehr spezifische Therapien entwickeln. Gezielte Therapien sollten theoretisch weniger Nebenwirkungen haben“, sagte Jesse Niehaus, Doktorand im Zylka-Labor und Erstautor der Studie Neuron papier.

Um herauszufinden, welche Zellen sich auf welche Weise veränderten, führte Zylkas Labor eine Einzelzell-RNA-Sequenzierung am Rückenmark von Mäusen mit neuropathischen Schmerzen durch, einer Art chronischer Schmerzen, die durch Nervenschäden verursacht werden. Das Rückenmark unterliegt langfristig vielen Veränderungen, die zu neuropathischen Schmerzen führen.

Bei diesen Experimenten fanden die Forscher eine Population entzündungshemmender Zellen namens MRC1+-Makrophagen, die dysfunktional waren.

„Das war unglaublich interessant, weil bei Tieren mit neuropathischen Schmerzen häufig eine langfristige Entzündung des Rückenmarks auftritt“, sagte Niehaus.

Nachdem die Identität der Zellen enthüllt worden war, entwickelte Zylkas Labor eine Gentherapie, die die Expression eines entzündungshemmenden Proteins namens CD163 in MRC1+-Makrophagen stimulieren sollte. Mit diesem Ansatz reduzierte eine einzige Behandlung die Entzündung des Rückenmarks und linderte das schmerzbedingte Verhalten bis zu einem Monat lang.

„Diese Entdeckung ist ziemlich aufregend“, sagte Zylka, „da sie sofort mehrere unterschiedliche Möglichkeiten zur Steigerung der Funktion dieser Makrophagen nahelegt. Jeder dieser therapeutischen Ansätze könnte eine präzisere Möglichkeit zur Behandlung neuropathischer Schmerzen bieten.“

Diese Studie wurde veröffentlicht in Neuron im März 2021.



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