Pflanzenstoff aus Efeu blockiert Rezeptor zur Schmerzregulation

Das Protein Neuropeptid FF-Rezeptor 1 (NPFFR1) ist beim Menschen an der Schmerzregulation beteiligt. Einen neuen Hemmstoff für NPFFR1 entdeckten Forschende aus Leipzig nun in der Efeu-Pflanze.

Extrakte aus Efeu (Hedera helix) wirken in der Phytomedizin unter anderem krampflösend und schmerzstillend. Ein Team von Wissenschaftlern um Prof. Annette Beck-Sickinger vom Institut für Biochemie der Universität Leipzig hat nun gezeigt, dass der in Efeu vorkommende Naturstoff Hederagenin an den Rezeptor der Schmerzregulation bindet. Ihre Erkenntnisse haben sie kürzlich im Fachjournal „Angewandte Chemie International Edition“ veröffentlicht.

NPFFR1 gehört zur Klasse der G-Protein-gekoppelten Rezeptoren (GPCR) und ist an der Signalweiterleitung verschiedener physiologischer Prozesse im menschlichen Körper beteiligt. In den vergangenen Jahren stellte sich heraus, dass dieses Protein vor allem im Rückenmark und in Gehirnbereichen vorkommt, die für die Schmerzwahrnehmung relevant sind. Eine Blockierung des Rezeptors könnte bei der Behandlung chronischer Schmerzen helfen. Dies war bislang nicht möglich, da NPFFR1 sehr viele ähnliche Verwandte hat.

Zwei Wissenschaftlerinnen der Arbeitsgruppe Beck-Sickinger testeten daher Tausende von Substanzen auf eine hochselektive Bindung an NPFFR1. Michael Schaefer, Professor für Pharmakologie an der Medizinischen Fakultät der Universität Leipzig, stellte dafür eine Screening-Plattform zur Verfügung. Die Forschenden fanden dabei den Naturstoff Hederagenin. In ausführlichen In-vitro-Studien charakterisierten sie den Bindungsmodus des Inhibitors. Mithilfe einer Modellierung des dreidimensionalen Komplexes aus Rezeptor und Inhibitor am Computer durch die Arbeitsgruppe von Prof. Jens Meiler vom Institut für Wirkstoffentwicklung konnte diese Entdeckung bestätigt werden.

„Diese Erkenntnisse tragen wesentlich zum Verständnis des Aktivierungsmechanismus des NPFFR1 bei und können das rationale Design zukünftiger Therapeutika für chronische Schmerzen erleichtern. Sie zeigen, wie essentiell Grundlagenforschung auch für die Anwendung sein kann“, sagt Beck-Sickinger. Nur ein enger Austausch der verschiedenen Arbeitsgruppen an der Universität Leipzig, wie im Rahmen eines Sonderforschungsbereichs, habe diesen Forschungserfolg ermöglicht. Die Arbeiten entstanden im Sonderforschungsbereich 1423 „Structural dynamics of GPCR activation and signaling“.