Fluoreszenzmarker für Gene, die Depressionsstörungen auslösen
Funktionsstörungen im limbischen System verhindern, das der Mensch Freude empfinden kann, was wiederum das Belohnungssystem stören und zur Entwicklung von Ess-, Alkohol-, Medikamenten- und Drogensucht beitragen kann. Das EU-finanzierte Projekt OPTO-REW (Optogenetic investigation of GABAergic interneurons in the limbic system during reward and addiction) untersuchte die Verschaltung von Nervenzellen und deren Kommunikation im limbischen System. Damit könnten Erkenntnisse zu biochemischen Prozessen im Belohnungssystem neue Therapien gegen neuropsychiatrische Erkrankungen hervorbringen. Die Studie untersuchte mittels Optogenetik an Mausmodellen vor allem lokale inhibitorische Interneuronen, die Parvalbumin und Somatostatin exprimieren. Parvalbuminneuronen sind "schnell feuernde" Neuronen, die für eine schnelle Reaktion und neuronale Erholung sorgen. Somatostatinneuronen hingegen feuern langsamer und bewirken eine verzögerte Reaktion. Mittels Fluoreszenzmarkierung gelang es, an transgenen Mausmodellen die Funktion jeder Neuronenart mit dem Verhalten der Mäuse im Wachzustand zu korrelieren. So wurde mit optogenetischen Methoden bei lichtempfindlichen Proteinen wie Kanalrhodopsin – das durch blaue Lichtimpulse aktiviert und grünes oder gelbes Licht deaktiviert wird –ein Lichtimpuls pro Millisekunde ausgelöst, wenn die Neuronen aktiv waren. Durch Manipulation GABAerger Interneuronen im limbischen System konnten die Forscher Zusammenhänge zwischen Belohnungs- und Suchtverhalten aufzeigen. Dann analysierten sie an genetischen Modellen und auch an diesen Neuronen, welche Rolle Dopamin und Serotonin (chemische Botenstoffe für Belohnungseffekte und Wohlbefinden) bei der Signalübertragung spielen. In optogenetischen und elektrophysiologischen Experimenten konnten die Ziele der inhibitorischen Effekte von Zellen enthüllt werden, die Parvalbumin exprimieren (PV+). Wie sich herausstellte, hemmen diese Zellen den Großteil der neuronalen Population, nicht jedoch Interneuronen, die Somatostatin exprimieren (SOM+). Die Ergebnisse wurden im Journal of Neuroscience (Januar 2013) veröffentlicht. Dank der Experimente von OPTO-REW ist es nun möglich, PV+- und SOM+-Interneuronen als wesentliche Komponenten des Belohnungssystems im Striatum zu aktivieren und stummzuschalten. Dies wiederum könnte Aufschluss über deren funktionale Rolle für belohnungsassoziierte Stimuli und den Erwerb neuer Fähigkeiten geben. Die Projektergebnisse werden den Wissensstand zur Funktion diskreter neuronaler Klassen und ihrer spezifischen Rezeptoren erweitern und damit Grundlagen für das rationale Design neuer pharmazeutischer Wirkstoffe schaffen, mit denen das limbische System gesteuert werden kann.
Schlüsselbegriffe
Sucht, limbisches System, Optogenetik, Parvalbumin, Somatostatin
