Ein Proteinfingerabdruck postoperativer Schmerzen in einem Inzisions-Modell in der Maus und Mensch - Eine translationale Studie

• Antragstellerinnen: Professorin Dr. Esther Pogatzki-Zahn; Professorin Dr. Manuela Schmidt
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Modelle zum Verständnis von Erkrankungen des Nervensystems ; Molekulare Biologie und Physiologie von Nerven- und Gliazellen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 397635414

Jährlich werden in Europa ca. 35-40 Mill. Menschen operiert. Neben akuten Komplikationen führen unzureichend therapierte postoperative Schmerzen in bis zu 50% der Fälle zu chronischen Schmerzen noch Jahre nach der Operation. Trotz klinischer Einführung von Leitlinien und evidenzbasierten Empfehlungen in der Akutschmerztherapie ist die Behandlung postoperativer Schmerzen weiterhin ausgesprochen unzufriedenstellend. Ein Grund dafür sind fehlende Erkenntnisse zu den neuropathologischen Mechanismen postoperativer Schmerzen. Vor allem translationale und methodisch neue Untersuchungsansätze sind hier dringend erforderlich, um die in der Grundlagenforschung gewonnenen Erkenntnisse klinisch nutzbar machen zu können. In der Schmerzforschung wird immer mehr auf Methoden aus den Bereichen Proteomics und Genomics zurückgegriffen, um globale Veränderungen von Proteinen oder Genen im nozizeptiven System zu ermitteln. Durch neue Techniken auf dem Gebiet der Proteomics ist es möglich, Expressionsveränderungen von Proteinen standardisiert und reproduzierbar in speziellen Schmerzmodellen zu detektieren, welche als Grundlage für einen ganz spezifischen Proteinfingerabdruck für die postoperative Schmerzentität genutzt werden können. Im Fokus dieser Studie steht der Translationale Einsatz von Proteomics in der Maus und am Menschen unter Verwendung identischer, klinisch relevanter experimenteller Schmerzmodelle. Primäre Ziele dieser Studie sind:(1) ein umfassendes Protein-Profiling in DRG von Mäusen in einem etablierten postoperativen Schmerzmodell (experimentelle Schnittverletzung)(2) ein Bioinformatischer Vergleich der Proteinmodulationen nach Inzisionsverletzung (DRG der Maus) mit Proteinmodulationen in einem entzündlichen und einem neuropathischen Tiermodell (ebenfalls DRG) und Detektion von Unterschieden und Ähnlichkeiten zwischen den verschiedenen Schmerzentitäten.(3) Identifizierung der Blutprotein-Signatur in Mensch und Maus nach experimenteller Schnittverletzung. Welche Ähnlichkeiten zwischen den proteomischen Veränderungen können im Blut nach der Inzision gefunden werden? Gibt es Gemeinsamkeiten und signifikante Unterschiede zwischen den beiden Spezies?(4) Erstvalidierung von einzelnen Maus-DRG-Kandidatenproteinen in situ und in vitro in Abhängigkeit von den aus 1-3 erhaltenen ErgebnissenAusblick:(1) Überprüfung der biologische Relevanz der Kandidatenproteine für die Entstehung und Aufrechterhaltung von postoperativen Scherzen mittels pharmakologischer Verhaltensuntersuchungen(2) Einsatz von pharmakologischen und optogenetischen Magnet Resonanz Tomographie (MRT)-Experimenten und elektrophysiologischen in-vivo und in-vitro Untersuchungen, welche die Funktion der Kandidatenproteine in nozizeptiven Strukturen weiter charakterisieren sollen(3) Klinische Untersuchungen an postoperativen Patienten zur Verifizierung der klinischen Bedeutung der Proteine im Rahmen von Prädiktions- und Therapiestudien (komplette Translation auf den Patienten)

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen