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Als Neurowissenschaftlerin hat Eden Maness nie wirklich Feierabend.

„Ich war immer die Person auf einer Party, die ein Bier getrunken hat und sofort anfing, mit allen um mich herum über das Gehirn und das Verhalten zu sprechen“, sagt sie.

Maness ist Doktorandin im dritten Jahr und promoviert im Fachbereich Angewandte Wissenschaften an der William & Mary University, wo ihr Betreuer Joshua Burk den Lehrstuhl für Psychologische Wissenschaften innehat.

„Ich denke, jeder, der mich kennt, weiß, wie leidenschaftlich ich meine Forschung betreibe und wie sehr ich mich für bessere Behandlungsmethoden für psychiatrische Erkrankungen einsetze“, sagte sie.

Für ihre Forschung über die zugrunde liegende Neurobiologie der Aufmerksamkeitsverarbeitung im Zusammenhang mit der Entdeckung von Medikamenten gegen Schizophrenie wurde Maness mit dem William & Mary Graduate Studies Advisory Board Award for Excellence in Scholarship in the Natural and Computational Sciences ausgezeichnet.

Der Preis ist eine von drei Auszeichnungen, die in Verbindung mit dem jährlichen Graduate Research Symposium verliehen werden. In diesem Jahr wird der Inhalt des Symposiums in einem Online-Format präsentiert, um der Politik der Universität zur sozialen Abgrenzung während der COVID-19-Pandemie Rechnung zu tragen.

Maness‘ Arbeit trägt den Titel „The Antipsychotic Potential of Orexin Receptor Inhibitors for the Treatment of Schizophrenia“. Sie untersucht das Potenzial verschiedener experimenteller Substanzen zur Wiederherstellung der Aufmerksamkeitsfunktion in Nagetiermodellen der Psychose.

Speziell nahm sie das laterale hypothalamische orexinerge System des Gehirns ins Visier, das als Torwächter für mehrere Neurotransmitter-Netzwerke fungiert, mit dem Ziel, eine neue Behandlung für Schizophrenie zu finden.

„Eine kurze Diskussion mit meinem Berater über die mögliche Erforschung der Verbindung zwischen Orexinen und Schizophrenie führte zu einer fieberhaften Suche in der vorhandenen Literatur“, sagte sie. „Zu meinem Erstaunen und meiner Begeisterung stellte ich fest, dass es so gut wie keine Arbeiten zu Medikamenten gibt, die auf den Orexinrezeptor abzielen und für die Behandlung von Psychosen nützlich sein könnten. Als Wissenschaftler ist es spannend, wenn auch sehr einschüchternd, an der Schnittstelle zwischen ‚das wurde noch nicht gemacht‘ und ‚das muss gemacht werden‘ zu stehen.“

Diese Schnittstelle könnte große Auswirkungen auf den Bereich der psychischen Gesundheit haben. Ein kürzlich durchgeführtes Experiment aus Maness‘ Labor stützt ihre Hypothese, dass die Blockierung von Orexin-Neuronen ein wirksames Mittel sein könnte, um anhaltende Aufmerksamkeitsstörungen bei Menschen mit Psychosen infolge von Schizophrenie zu verringern.

„Es war ehrlich gesagt besser, als ich erwartet hatte“, sagte sie. „Intrakranielle Infusionen von Filorexant, einem Orexinrezeptorblocker, konnten tatsächlich die Aufmerksamkeitsdefizite in vielen wichtigen Aspekten normalisieren. Das Ausmaß, in dem dies geschah, hat mich völlig überrascht.“

Maness sagt, dass praktisch alle Gehirnnetzwerke in irgendeiner Weise von Orexinen beeinflusst werden. Sie erklärt, dass die Hauptaufgabe der Orexine, die als „Neuromodulatoren“ gelten, darin besteht, die Freisetzung anderer Neurotransmitter zu erleichtern, einschließlich, aber nicht beschränkt auf die bekannteren Serotonin, Noradrenalin und Dopamin.

Im Allgemeinen führt die Erhöhung der Orexine zu einem Zustand erhöhter Wachsamkeit, Aufmerksamkeit, Motivation und Vigilanz, erklärt sie. Die Hemmung von Orexinen kann dagegen das Gegenteil bewirken.

„Deshalb ist die Unterdrückung dieses Systems vorteilhaft bei der Behandlung von Schlaflosigkeit und die Verstärkung dieses Systems hilft bei der Aufrechterhaltung des Bewusstseins bei Menschen mit Narkolepsie“, sagte sie.

Dopamin ist für die sensorische Verarbeitung und die Entscheidungsfindung verantwortlich, erklärte sie. Bei Menschen mit Schizophrenie spricht man von „Hyperdopaminergen“, einem Zustand erhöhten Dopamins, der zu schweren Halluzinationen und/oder Wahnvorstellungen sowie zu sozialen, motivationalen und kognitiven Defiziten führt.

„Es ist wirklich eine verheerende Krankheit für diejenigen, die sie haben, und für die Freunde und Familien der Betroffenen“, sagte Maness. „

Seit den 1950er Jahren wird Schizophrenie klassischerweise mit Medikamenten aus der Klasse der „Antipsychotika“ behandelt, erklärte sie. Alle heute auf dem Markt befindlichen Antipsychotika binden an Dopaminrezeptoren und hemmen diese, wodurch die Aktivierung der Dopaminneuronen verringert und die Dopaminfreisetzung im gesamten Gehirn reduziert wird.

„In dieser Hinsicht bietet die antipsychotische Behandlung eine gewisse Erleichterung“, so Maness. „Sie lindert die Häufigkeit und Schwere von Halluzinationen und Wahnvorstellungen, die im besten Fall beunruhigend und im schlimmsten Fall lebensbedrohlich sein können. Leider haben diese Medikamente, auch wenn sie in mancher Hinsicht hilfreich sind, äußerst unangenehme und potenziell lebenslange und tödliche Nebenwirkungen“

Zu diesen Nebenwirkungen gehören Parkinson-ähnliches Zittern, unkontrollierbares Zucken im Gesicht, Herzerkrankungen, Fettleibigkeit und Diabetes, verschwommenes Sehen und gefährliche Verringerungen der Anzahl der weißen Blutkörperchen, so Maness.

„Ebenso wichtig ist die Verschlimmerung des sozialen Rückzugs, der Demotivation sowie der Aufmerksamkeits-, Lern- und Gedächtnisstörungen, die bei Schizophrenie häufig auftreten“, fuhr sie fort. „Das endgültige Scheitern der modernen Antipsychotika bei der ganzheitlichen Behandlung der Erkrankung sowie ihre Neigung, belastende physiologische und psychologische Nebenwirkungen hervorzurufen, sind ein starker Anreiz, nach neuen Rezeptorsystemen zu suchen, die für die Behandlung einer so schweren psychischen Erkrankung in Frage kommen.“

Anhand eines häufig verwendeten Tiermodells der Psychose fand Maness heraus, dass die Hemmung von Orexinen durch die direkte Verabreichung von Filorexant die Fähigkeit, visuelle Signale zu erkennen, wiederherstellte und die Reaktionsfähigkeit bei einer Aufgabe der anhaltenden Aufmerksamkeit erheblich steigerte, was darauf hindeutet, dass Orexin-Inhibitoren sich als nützlich erweisen, um Vigilanz- und Motivationsstörungen zu lindern, die von den vorhandenen Antipsychotika oft nicht behandelt werden.

Der Mechanismus, durch den Filorexant seine positive Wirkung entfaltet, ist vermutlich auf seine antidopaminerge Natur zurückzuführen, erklärte sie. Dies ist das erste Experiment dieser Art, sagte sie, und ihre nächsten Schritte bestehen darin, jeweils einen Orexin-Rezeptor ins Visier zu nehmen, um herauszufinden, welcher für die beobachteten Vorteile in diesem spezifischen Paradigma am meisten verantwortlich ist.

„Jahre, nachdem ich mit dieser Forschung begonnen habe, bin ich noch leidenschaftlicher und neugieriger als zuvor“, so Maness. „Ich glaube, dass ich etwas gefunden habe, und diesem Gefühl gehe ich gerne nach.“

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