Peptid aus Kegelschneckengift lindert entzündliche Schmerzen

Ein internationales Forschungsteam unter Leitung der Medizinischen Universität Wien hat das Peptid AoIA aus dem Gift der Kegelschnecke Conus araneosus untersucht und im Tiermodell eine deutliche Verringerung entzündungsbedingter Schmerzen beobachtet. Entscheidend ist nach Angaben der MedUni Wien, dass AoIA seine Wirkung bereits nach Injektion unter die Haut (subkutan) entfaltet, während bisher bekannte Kegelschnecken-Peptide eine Verabreichung direkt in die Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit erfordern.

Die Ergebnisse wurden laut Mitteilung aktuell im Fachmagazin Nature Structural and Molecular Biology publiziert und liefern nach Ansicht der Studienautoren eine Grundlage für die Entwicklung nicht-opioider Schmerzmedikamente. In der Publikation beschreiben die Forschenden sowohl die molekulare Bindung von AoIA an den menschlichen Noradrenalin-Transporter als auch die pharmakologischen Effekte im Mausmodell.

Die Studie der MedUni Wien im Überblick

Die Studie wurde von einem internationalen Team unter der Leitung von Harald Sitte vom Zentrum für Physiologie und Pharmakologie der MedUni Wien durchgeführt. Im Zentrum der Untersuchung stand das bereits zuvor isolierte Peptid AoIA aus dem Gift der Kegelschnecke Conus araneosus.

Laut Mitteilung konnte gezeigt werden, dass AoIA gezielt den Noradrenalin-Transporter hemmt. Diese Hemmung dürfte nach Einschätzung der Autorenschaft dazu beitragen, körpereigene schmerzhemmende Mechanismen zu unterstützen. Die Publikation nennt zudem Vergleiche zu einem vor 25 Jahren entdeckten Peptid derselben Familie der Chi-Conotoxine, dem Peptid MrIA, das aufgrund seiner pharmakologischen Eigenschaften direkt in die Zerebrospinalflüssigkeit verabreicht werden muss.

Wie AoIA am Noradrenalin-Transporter wirkt

In Zusammenarbeit mit der Forschungsgruppe um Eric Xu vom Shanghai Institute of Materia Medica (Chinese Academy of Sciences, China) wurde mit Hilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie erstmals die dreidimensionale Struktur des menschlichen Noradrenalin-Transporters im Zusammenhang mit AoIA bestimmt. Die Strukturaufklärung erlaubte es, nachzuvollziehen, wie das Peptid an den Transporter bindet und dessen Funktion hemmt.

Die Analysen erklärten außerdem, warum AoIA nach Angaben der Autorenschaft gezielt nur den Noradrenalin-Transporter beeinflusst und nicht die eng verwandten Transportproteine für Serotonin oder Dopamin. Diese Selektivität wird in der Mitteilung als Argument für das Forschungsinteresse an AoIA genannt.

Ergebnisse im Mausmodell

Weitere Untersuchungen im Mausmodell zeigten laut Meldung, dass AoIA nach subkutaner Verabreichung die Schmerzen in einer entzündungsbedingten Schmerzphase deutlich verringerte. Im Gegensatz dazu habe AoIA in Modellen akuter Schmerzreize keine Wirkung gezeigt.

Die Autorenschaft berichtet zudem, dass sich in den durchgeführten Versuchen keine Hinweise auf Sedierung oder eine Beeinträchtigung der Bewegungskoordination fanden. Außerdem zeigten die Experimente, dass AoIA nicht an Opioidrezeptoren und anderen bekannten Zielstrukturen der Schmerzverarbeitung wirkt, so die Mitteilung.

Noradrenalin-Transporter, Chi-Conotoxine und Kryo-Elektronenmikroskopie erklärt

Noradrenalin-Transporter
Der Noradrenalin-Transporter ist ein Protein, das Noradrenalin aus dem Extrazellulärraum wieder in Nervenzellen aufnimmt. Seine Funktion beeinflusst laut Meldung Konzentrationen von Noradrenalin im Nervensystem und somit Signalübertragungen, die auch Schmerzen betreffen können.

Chi-Conotoxine
Chi-Conotoxine sind eine Familie von Peptiden aus Kegelschneckengiften. In der Mitteilung wird das vor rund 25 Jahren entdeckte Peptid MrIA als Beispiel genannt, dessen pharmakologische Eigenschaften eine intrathekale Verabreichung erfordern.

Kryo-Elektronenmikroskopie (Kryo-EM)
Die Kryo-Elektronenmikroskopie ist ein Verfahren zur Bestimmung von dreidimensionalen Strukturen biologischer Makromoleküle. In der vorliegenden Studie wurde die Methode eingesetzt, um die Bindung von AoIA an den menschlichen Noradrenalin-Transporter darzustellen.

Subkutane Verabreichung
Subkutane Verabreichung bedeutet Injektion unter die Haut. Nach Angaben der MedUni Wien zeigte AoIA nach dieser Art der Gabe im Tiermodell eine schmerzlindernde Wirkung in einer entzündungsbedingten Schmerzphase.

Zerebrospinalflüssigkeit
Die Zerebrospinalflüssigkeit (Gehirn-Rückenmarks-Flüssigkeit) umgibt Gehirn und Rückenmark. In der Mitteilung wird betont, dass frühere Kegelschnecken-Peptide wie MrIA eine direkte Verabreichung in diese Flüssigkeit erfordern, während AoIA nach subkutaner Gabe wirksam sein kann.

Publikation, Autorenschaft und Kooperationen

Die Studie wurde in Nature Structural and Molecular Biology unter dem Titel "Structural and functional basis of antinociceptive action of χ-conotoxin AoIA at the noradrenaline transporter" veröffentlicht. Als Erstautoren und Mitautoren werden in der Mitteilung Oliver J. V. Belleza, Heng Zhang, Helmut Schmidhammer, Tye I. Gonzalez und zahlreiche weitere Forscher genannt; Studienleiter ist Harald H. Sitte.

In der ursprünglichen Mitteilung heißt es, dass neben Wissenschaftern der MedUni Wien auch Wissenschaftler aus Innsbruck, China, Australien, der Türkei und den Philippinen an der Studie beteiligt waren. Die Kryo-EM-Analysen erfolgten demnach in Zusammenarbeit mit der Gruppe von H. Eric Xu am Shanghai Institute of Materia Medica.

Einordnung ohne Prognosen

Die Mitteilung betont die Suche nach Alternativen zu Opioiden, da bei der Gabe von Opioiden erhebliche Risiken bestehen. Vor diesem Hintergrund stellt das Team um Harald Sitte das Peptid AoIA in den Mittelpunkt der aktuellen Studie, ohne in der Aussendung Angaben zu direkten Anwendungsschritten beim Menschen zu machen.

Studienleiter Harald Sitte wird in der Mitteilung wie folgt zitiert: „Unsere Ergebnisse zeigen, wie ein natürlich vorkommendes Peptid gezielt den Noradrenalin-Transporter beeinflusst und dadurch die körpereigene Schmerzhemmung unterstützen kann. Dass wir sowohl seine Wirkungsweise auf molekularer Ebene als auch eine schmerzlindernde Wirkung nach subkutaner Gabe im Tiermodell nachweisen konnten, schafft eine wichtige Grundlage für die Entwicklung neuer nicht-opioider Schmerzmedikamente mit deutlich einfacherer Anwendung. Bis zu einem möglichen Einsatz beim Menschen sind allerdings weitere präklinische und klinische Untersuchungen erforderlich“.

FAQ zur Studie

1. Was ist AoIA?
AoIA ist ein Peptid, das aus dem Gift der Kegelschnecke Conus araneosus stammt und bereits zuvor isoliert worden war. In der jetzt veröffentlichten Studie wurde AoIA auf seine Wirkung am Noradrenalin-Transporter und auf Effekte im Mausmodell untersucht.

2. Wie wurde die Bindung von AoIA untersucht?
Die Forschenden bestimmten nach eigenen Angaben erstmals die dreidimensionale Struktur des menschlichen Noradrenalin-Transporters in Verbindung mit AoIA mithilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie. Damit ließ sich laut Mitteilung nachvollziehen, wie das Peptid an den Transporter bindet und dessen Funktion hemmt.

3. Wirkt AoIA an Opioidrezeptoren?
Laut den im Beitrag genannten Untersuchungen wirkt AoIA nicht an Opioidrezeptoren und auch nicht an anderen bekannten Zielstrukturen der Schmerzverarbeitung. Die Mitteilung führt dies als Teil der experimentellen Befunde an.

4. Welche Wirkung zeigte AoIA im Tiermodell?
Im Mausmodell verringerte AoIA nach subkutaner Verabreichung die Schmerzen in einer entzündungsbedingten Schmerzphase deutlich, wohingegen in Modellen akuter Schmerzreize keine Wirkung beobachtet wurde. Außerdem fanden sich laut Mitteilung keine Hinweise auf Sedierung oder Beeinträchtigung der Bewegungskoordination.

5. Bedeutet das Ergebnis, dass AoIA beim Menschen eingesetzt werden kann?
Die Mitteilung weist darauf hin, dass die Ergebnisse eine Grundlage für die Entwicklung neuer nicht-opioider Schmerzmedikamente liefern, nennt jedoch zugleich ausdrücklich, dass bis zu einem möglichen Einsatz beim Menschen weitere präklinische und klinische Untersuchungen erforderlich sind. Es werden in der Aussendung keine konkreten klinischen Schritte oder Zeitpläne genannt.

6. Wer war an der Studie beteiligt?
Nach Angaben der MedUni Wien waren neben dem Team um Harald Sitte Forscher aus Innsbruck, China, Australien, der Türkei und den Philippinen an der Studie beteiligt. Die Kryo-EM-Arbeiten erfolgten in Kooperation mit der Gruppe von H. Eric Xu am Shanghai Institute of Materia Medica.

Quellen und Kontakt

Quelle: Medizinische Universität Wien. Weitere Informationen nennt die Publikation in Nature Structural and Molecular Biology: https://www.nature.com/articles/s41594-026-01838-z

Kontakt für Medien: Mag. Johannes Angerer, Leiter Unternehmenskommunikation, Tel.: +43 (0)664 80016-11501, E-Mail: presse[at]meduniwien.ac.at, Adresse: Spitalgasse 23, 1090 Wien. Institutswebsite: www.meduniwien.ac.at