Role of metabotropic glutamate receptor group I (mGluR 1,5) in processes of opiate-receptor desensitization

• Applicant: Dr. Helmut Schröder
• Subject Area: Pharmacology
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5397236

Die chronische Gabe von Opiaten führt zur Entwicklung von Toleranz und Abhängigkeit, was sich auf zellulärer Ebene in der Desentisitisierung des µ-Opiatrezeptors (MOR) äußert. Eine modulierende Rolle bei der Realisierung dieser Phänomene wird dem glutamatergen System zugesprochen. Die metabotropen Glutamatrezeptoren-mGluRs der Gruppe I können durch ihre Lokalisation und Spezifität besonders für die Modulation der entsprechenden Signaltrans-duktionskaskaden in Frage kommen. Die Rolle der mGluR I bei der Desensitisierung des MOR soll an Zellkulturen untersucht werden, die sowohl den MOR als auch den mGluR1 und/oder mGluR5 exprimieren. Die durch DAMGO induzierte Desensitisierung des MOR wird während der Aktivierung oder der Blockade des mGluR1 und/oder mGluR5-Rezeptors verfolgt. Die Hemmung der cAMP-Bildung, die MOR-spezifische Ligandenbindung und die GTPgS-Bindung an den Zellen sollen gemessen werden. Der Einsatz spezifischer Inhibitoren von Kinasen an den Zellkulturen (MOR, mGluR bzw. Kinasen exprimierend), sollte über die Rolle der Phosphorylierung durch z. B. PKC, PKA und Ca2+/CaM-Kinase II für die Wechselwirkung der Rezeptoren eine Aussage möglich sein. Durch Einsatz von mutierten MOR (rMOR261/266P, hMOR S268P), dem die Phosphorylierungstellen durch die CaM-Kinase II fehlen, kann die Rolle dieser Kinase bei den mGluR I vermittelten Sensitisierungsprozessen des MOR beurteilt werden. Koimmunopräzipitations- und Crossdesensitisierungsversuche sollen Hinweise über die Existenz und Rolle von Heterodimeren aus MOR- und mGluR erbringen In Tests an Mäusen soll die Toleranz des MOR bei wiederholter Morphingabe nach simultaner Gabe von selektiven mGluR-Antagonisten tierexperimentell überprüft werden. An CaM-Kinase II-defizienten Mäusen kann die mögliche Rolle dieser Kinase bei der mGluR-vermittelten Beeinflussung von Desensitisierungsphänomenen am MOR mittels Analgesie getestet werden. An diesen Tieren sollen bei positiven Ergebnissen synaptische Parameter opioid-glutamaterger Interaktionen als mögliche Wirkmechanismen (Ligandenbindung, die Agonist-induzierte GTPgS-Bindung, ex vivo Glutamatfreisetzung) ermittelt werden. Die Bearbeitung der genannten Fragestellungen sollte neue Erkenntnisse über den Mechanismus der Desensitisierung nach wiederholter Opiatagonistengabe ermöglichen und neue Aspekte der Behandlung von Opiatabhängigkeit mit Nicht-Opiatanalgetika aufzeigen.

• DFG Programme: Research Grants