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forschen / 11.04.2024
ERC-Millionenförderung für Berliner Forscher

(Von links) Gary Lewin © Pablo Castagnola / MDC; James Poulet © Felix Petermann, Max Delbrück Center
(Von links) Gary Lewin © Pablo Castagnola / MDC; James Poulet © Felix Petermann, Max Delbrück Center

Die Neurowissenschaftler Gary Lewin und James Poulet vom Max Delbrück Center bekommen jeweils einen ERC Advanced Grant, um Schmerz und die neuralen Mechanismen der Temperatur-Wahrnehmung zu untersuchen. Die begehrte Auszeichnung ist mit einer Förderung über 2,5 Millionen Euro verbunden.

Der Europäische Forschungsrat (European Research Council, ERC) hat Professor Gary Lewin, Neurowissenschaftler am Max Delbrück Center, bereits zum dritten Mal mit einem prestigeträchtigen Advanced Grant ausgezeichnet. Mit der Förderung in Höhe von 2,5 Millionen Euro über fünf Jahre wird er untersuchen, wie die Nerven in der Haut eine Überempfindlichkeit auf mechanische Reize entwickeln und chronische Schmerzen verursachen. „Diese Forschung könnte der Grundstein für neue Schmerzmittel sein, die dringend gebraucht werden“, sagt Lewin.

Auch Professor James Poulet vom Max Delbrück Center fördert der ERC mit einem Advanced Grant über 2,5 Millionen Euro. Der Neurowissenschaftler will analysieren, wie bei Säugetieren Körperkerntemperatur und ihre Wahrnehmung der Außentemperatur zusammenhängen. Poulets Grundlagenforschung konzentriert sich darauf, wie das gesunde Gehirn funktioniert.

Mechanischen Schmerz wahrnehmen

Gary Lewin, Leiter der Arbeitsgruppe „Molekulare Physiologie der somatosensorischen Wahrnehmung“, erforscht seit 25 Jahren die Wahrnehmung von Berührung und Schmerz. Er ist ein Pionier auf dem Gebiet und klärt auf, mithilfe welcher molekularen Mechanismen Säugetiere mechanischen Druck auf der Haut – etwa ein Streicheln oder Zwicken – spüren.

In diesem Jahr berichteten Lewin und sein Team im Fachjournal „Science“ von der Entdeckung eines neuen Ionenkanals – Poren in Zellmembranen, durch die elektrisch geladene Biomoleküle wandern und damit die elektrische Aktivität von Zellen erzeugen. Der Ionenkanal namens Elkin1 kommt in den sensorischen Nervenenden in der Haut vor. Er spielt eine entscheidende Rolle dabei, Berührungssignale über die Nervenfasern zum Gehirn weiterzuleiten.

Mit dem neuen Advanced Grant will Lewin nun hochauflösende Proteom-Technologien nutzen, die alle Proteine in einzelnen Zellen quantifizieren können – und so Ionenkanäle in der Haut finden, die an der Weiterleitung von Schmerzreizen beteiligt sind. „Wir planen zum Beispiel, die Proteome von Zellen, die einen anhaltenden mechanischen Reiz übermitteln, zu vergleichen mit Zellen, die das nicht tun“, erklärt Lewin. 

Überempfindliche Nerven verursachen viele Formen von chronischen Schmerzsyndromen, sagt Lewin. So können druckempfindliche Nervenfasern übermäßig auf mechanische Reize reagieren und bei der kleinsten Berührung schmerzhafte Empfindungen auslösen. „Wir wollen genau die Moleküle finden, die ausschließlich an der Weitergabe von anhaltenden mechanischen Schmerzreizen beteiligt sind“, fügt er hinzu. 

Die Forschung könnte zu neuen Arten der Schmerztherapie beitragen. Seit Jahrzehnten ist kein wirklich neues Schmerzmedikament auf den Markt gekommen, sagt Lewin. Er selbst hat vor 28 Jahren eine Antikörper-basierte Schmerzbehandlung entwickelt. Der Antikörper wurde nie für den Einsatz beim Menschen zugelassen – ist aber inzwischen die Grundlage für ein Medikament für Katzen und Hunde, die unter chronischen Arthritis-Schmerzen leiden. Viele verfügbare Medikamente lindern derzeit das Leiden von chronischen Schmerzpatient*innen nicht ausreichend, sagt er.

Lewin ist begeistert, dass er wieder zu den Preisträgerinnen und Preisträgern gehört: „Ich bin sehr glücklich darüber. Es ist sehr ermutigend, dass der ERC unser Projekt als interessant und neu erachtet und mich ein drittes Mal fördert.“

Eine gesunde Körpertemperatur aufrechterhalten

Wie das Gehirn unterschiedliche Sinnesreize wahrnimmt, ist ein grundlegendes, aber ungelöstes Rätsel in den Neurowissenschaften. So ging man lange Zeit davon aus, dass das Gehirn voneinander getrennte Nervennetzwerke nutzt, um die Temperatur im Inneren des Körpers zu regulieren und die Temperatur in der Außenwelt wahrzunehmen. Aber die Forschung von James Poulet, Leiter der Arbeitsgruppe „Neuronale Schaltkreise und Verhalten“, legt nahe, dass diese Perspektive zu stark vereinfacht ist. 

Wie Poulet und seine Kolleg*innen im vergangenen Jahr in „Nature“ berichteten, haben sie einen „Wärmekortex“ gefunden – also eine primäre Repräsentation von Temperatur im Kortex, genauer: in der hinteren Inselrinde. Diese Hirnregion reagiert nicht nur auf die Temperatur in der Außenwelt. Möglicherweise vergleicht sie auch die Körperkerntemperatur mit der Temperatur der Haut und erzeugt ein Signal, mit dessen Hilfe das Gehirn den Unterschied zwischen beiden Werten wahrnimmt.

„Es sind eben keine komplett getrennten Systeme. Wir gehen davon aus, dass die neuronalen Schaltkreise, die zentrale Aspekte unserer Physiologie steuern, intensiv mit denen kommunizieren, die die Umwelt wahrnehmen“, sagt Poulet. 

Poulet und sein Team wollen mit dem Advanced Grant Mensch und Maus, beide warmblütig, mit den kaltblütigen Nacktmullen vergleichen und so zelluläre Netzwerke identifizieren, die sensorische Informationen und Informationen zum Zustand des Körperinneren zusammenführen. Die Forscher*innen wollen dafür unter anderem Aufzeichnungen von Nervenzellen nutzen und anatomisch nachverfolgen, welche Verbindungen es zwischen Hirnregionen gibt (anatomical tracing).

Auch für individuelle Unterschiede der Körperkerntemperatur und welchen Einfluss sie auf die unterschiedliche Wahrnehmung der Außentemperatur haben, interessiert sich die Arbeitsgruppe. Das Phänomen könnte erklären, warum der eine Mensch eine Jacke braucht, wenn es draußen 15 Grad Celsius sind, während der andere sich im T-Shirt wohlfühlt.

Diese Forschung lässt sich zwar auf Krankheiten anwenden, bei denen die Physiologie gestört ist. Doch Poulet will vor allem wissen, wie das Gehirn funktioniert. „Nur wenn wir das gesunde Gehirn verstehen, können wir langfristig Erkrankungen des Gehirns besser behandeln“, sagt er. Poulet ist „freudig überrascht und begeistert“, dass er einen Advanced Grant erhält. „Es ist wirklich eine Ehre.“

Über die ERC Advanced Grants

Lewin und Poulet gehören zu den 255 Preisträger*innen in diesem Jahr. Die ERC Advanced Grants sind besonders prestigeträchtige und kompetitive Förderungen in der Europäischen Union. Spitzenforscherinnen und Spitzenforscher bieten sie die Möglichkeit, ehrgeizige und auf Neugier basierende Projekte zu verfolgen, die letztlich zu wissenschaftlichen Durchbrüchen führen können. Die Advanced Grants, in diesem Jahr insgesamt 652 Millionen Euro, sind ein Teil des „Horizon Europe“-Programms der EU. 

Weiterführende Informationen

AG Lewin

Ein neuer Kanal für Berührung

Schmerz als Krankheit: Gary Lewin im Resonator-Podcast

Wie wir feine Unterschiede von Berührung wahrnehmen

Porträt über Gary Lewin

AG Poulet

Schmerz und Tastreiz: Nicht ohne Schwann-Zellen!

Pressemitteilung des ERC über die Advanced Grants (EN)

ERC-Preisträger*innen am Max Delbrück Center

www.mdc-berlin.de Quelle: Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (Max Delbrück Center)

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