Forscher identifizieren die Grundprinzipien des Serotonintransports in Nervenzellen

Als Antidepressiva bezeichnete Medikamente greifen den Serotonintransporter in Nervenzellen an und gehören weltweit zu den am häufigsten verschriebenen Medikamenten, sind jedoch teilweise mit erheblichen Nebenwirkungen verbunden. Im Rahmen einer Studie identifizierte eine Forschungsgruppe um Thomas Stockner von der MedUni Wien die Grundprinzipien des Serotonintransports und schuf so eine mögliche Grundlage für die Entwicklung neuartiger Medikamente mit verbesserter Selektivität und weniger unerwünschten Wirkungen. Die Ergebnisse wurden kürzlich in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“ veröffentlicht.

Während sich die gewünschten Wirkungen von Medikamenten durch die Interaktion mit den relevanten Zielstrukturen entfalten, sind die unerwünschten Nebenwirkungen häufig auf mangelnde Selektivität und damit auf Wechselwirkungen mit anderen Zielstrukturen zurückzuführen. Dementsprechend ist die Entwicklung von Medikamenten, die zwischen den verschiedenen physiologisch relevanten Zielen (z. B. Transportern und Rezeptoren) unterscheiden können, eine der Herausforderungen für die Forschung. Ein Team um Ralph Gradisch unter der Leitung von Thomas Stockner vom Zentrum für Physiologie und Pharmakologie der MedUni Wien machte sich daran, einen Weg zu finden, die Selektivität für den Serotonintransporter zu erhöhen und gleichzeitig die Interaktion mit anderen Zielen an Nervenzellen im Gehirn zu reduzieren. In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe von Marko Mihovilovic vom Institut für Angewandte Synthesechemie der TU Wien entdeckten die Forscher die grundlegenden Prinzipien, nach denen der Serotonintransporter den Neurotransmitter Serotonin durch die Synthese von Serotonin-verwandten Molekülen erkennt, und entschlüsselten die Voraussetzungen, die zum Transport führen dieses Botenstoffs.

Emotionen regulieren mit Serotonin

Neurotransmitter, auch Botenstoffe genannt, fungieren als „Übertragungsdienste“ für Informationen zwischen Nervenzellen (Neuronen). Der Neurotransmitter Serotonin, auch bekannt als eines der „Glückshormone“, wird mit positiven Emotionen in Verbindung gebracht, da er eine Schlüsselrolle bei der Regulierung von Stimmungen und Gelassenheit spielt. Demnach werden niedrige Serotoninwerte mit psychischen Erkrankungen wie Depressionen, Angstzuständen und Zwangsstörungen in Verbindung gebracht. Medikamente, die auf den Serotonintransporter abzielen, gehören weltweit zu den am häufigsten verschriebenen Medikamenten. Die Blockade des Serotonintransporters mit Serotonin-Wiederaufnahmehemmern erhöht die Konzentration des Neurotransmitters im sogenannten synaptischen Spalt zwischen Nervenzellen und hilft Patienten, die Krankheitslast zu lindern.

Schritte bis ins kleinste Detail entschlüsselt

Die komplexen Schritte des Serotonintransports wurden in der Studie auf Einzelmolekülebene, also bis ins kleinste Detail, beschrieben.

Es war die maßgeschneiderte Kombination der chemischen Synthese mit Methoden der experimentellen und computergestützten Pharmakologie, die diese Forschungsergebnisse ermöglichte.“

Ralph Gradisch, Erstautor

„Unsere Ergebnisse offenbaren die Schlüsselkräfte und Wechselwirkungen, die hier am Werk sind, um den Transport von Serotonin zu initiieren. Dies könnte die Grundlage für neue Arten von Molekülen geschaffen haben und dadurch möglicherweise die Entwicklung von Medikamenten ermöglichen, die viel präziser auf das Serotonin abzielen.“ „, fasst Studienleiter Thomas Stockner die Relevanz der Ergebnisse zusammen.