Arbeitskreis Schmidtko

Wir heißen Sie herzlich Willkommen!

von links: Prof. Achim Schmidtko, Ruirui Lu, Sylvia Osswald, Fengxi Hao, Wiebke Kallenborn-Gerhardt, Hannah Gerninghaus, Tim Berg,
Annika Balzulat, Patrick Engel, Andrea Holzfuß, Chantal Nagel, Katharina Metzner, Fangyuan Zhou 
(nicht zu sehen: Martina Piekorz, Tilman Groß, Nelly Urban, Sabina Hassan)


Forschungsinteressen

Forschungsinteressen

Unser Forschungsschwerpunkt ist die Charakterisierung der zellulären und molekularen Mechanismen der Schmerzverarbeitung.

Eine funktionsfähige Schmerzwahrnehmung ist lebensnotwendig, um den Körper vor schädigenden Einflüssen zu schützen. Bei anhaltenden Schmerzzuständen, z.B. im Rahmen von Entzündungen oder Nervenverletzungen, verlieren Schmerzen jedoch ihre Schutzfunktion und können zum eigenständigen Krankheitsbild werden. Typisch für diese anhaltenden Schmerzzustände sind eine verstärkte Antwort auf Schmerzreize (Hyperalgesie), eine schmerzhafte Wahrnehmung niederschwelliger Reize (Allodynie) sowie die Entwicklung von Spontanschmerzen ohne erkennbare Ursache. Diese Sensibilisierung des schmerzverarbeitenden Systems stellt insbesondere bei Patienten mit chronischen Schmerzen ein großes therapeutisches Problem dar, das mit den derzeit verfügbaren Arzneistoffen oft nur unzureichend behandelt werden kann.

Mit verschiedenen Methoden der klassischen Pharmakologie, Molekularbiologie, Biochemie, Elektrophysiologie und mikroskopischen Bildgebung untersuchen wir die Mechanismen, die für die Schmerz-Sensibilisierung bei chronischen Schmerzen verantwortlich sind. Im Mittelpunkt unseres Forschungsinteresses steht dabei die Frage, wie die Zellen des schmerzverarbeitenden Systems miteinander kommunizieren und welche Botenstoffe und Rezeptoren daran beteiligt sind. Hierbei fokussieren wir auf Vorgänge im peripheren Nervensystem und im Rückenmark.

In aktuellen Forschungsprojekten beschäftigen wir uns insbesondere mit folgenden Themen:

· Charakterisierung Stickstoffmonoxid- und cGMP-abhängiger Mechanismen der chronischen Schmerzverarbeitung und Regeneration peripherer Nerven (FOR 2060: cGMP Signalling in Cell Growth and Survival)

· Ermittlung der Bedeutung reaktiver Sauerstoffspezies als Signalmediatoren neuropathischer Schmerzen (SFB 815: Redox-Regulation)

· Untersuchung der Lokalisation und funktionellen Bedeutung von Kaliumkanälen im nozizeptiven System (gefördert von Else Kröner-Fresenius-Stiftung und ProLOEWE)

· Charakterisirung molekularpathologischer Veränderungen bei peripherem Schmerz durch deren Visualisierung mit Hilfe eines neuen PET-Tracers (PAIN-Vis Forschungsverbund, gefördert von EFRE.NRW)

· Beeinflussung neuropathischer Schmerzen durch Drug Repurposing (gefördert von Grants4Indications)

Die Forschungsarbeiten führen wir in enger Zusammenarbeit mit nationalen und internationalen Kooperationspartnern durch. Ausgehend von der Grundlagenforschung wollen wir in einem translationalen Ansatz dazu beitragen, Schmerzen in Zukunft besser therapierbar zu machen. 

Unsere Forschungsarbeiten werden unter anderem von folgenden Institutionen gefördert:

Publikationen

Publikationen

Hier finden Sie eine Auswahl aktueller Veröffentlichungen aus unserem Arbeitskreis:

· Balzulat A, Zhu WF, Flauaus C, Hernandez-Olmos V, Heering J, Sethumadhavan S, Dubiel M, Frank A, Menge A, Hebchen M, Metzner K, Lu R, Lukowski R, Ruth P, Knapp S, Müller S, Steinhilber D, Hänelt I, Stark H, Proschak E, Schmidtko A (2024) Discovery of a Small Molecule Activator of Slack (Kcnt1) Potassium Channels That Significantly Reduces Scratching in Mouse Models of Histamine-Independent and Chronic Itch. Adv Sci. e2307237.

· Kallenborn-Gerhardt W, Schröder K, Schmidtko A (2022) NADPH Oxidases in Pain Processing. Antioxidants 11(6):1162. 

· Zhou F, Metzner K, Engel P, Balzulat A, Sisignano M, Ruth P, Lukowski R, Schmidtko A, Lu R (2022) Slack Potassium Channels Modulate TRPA1-Mediated Nociception in Sensory Neurons. Cells 11(10):1693.

· Flauaus C, Engel P, Zhou F, Petersen J, Ruth P, Lukowski R, Schmidtko A, Lu R (2022) Slick Potassium Channels Control Pain and Itch in Distinct Populations of Sensory and Spinal Neurons in Mice. Anesthesiology 136:802–822 

· Metzner K, Gross T, Balzulat A, Wack G, Lu R, Schmidtko A (2021) Lack of efficacy of a partial adenosine A1 receptor agonist in neuropathic pain models in mice. Purinergic Signal 17, 503–514.

· Wack G, Metzner K, Kuth MS, Wang E, Bresnick A, Brandes RP, Schröder K, Wittig I, Schmidtko A, Kallenborn-Gerhardt W (2021) Nox4-Dependent Upregulation of S100A4 after Peripheral Nerve Injury Modulates Neuropathic Pain Processing. Free Radic Biol Med. S0891-5849(21)00180-5.

· Lu R, Metzner K, Zhou F, Flauaus C, Balzulat A, Engel P, Petersen J, Ehinger R, Bausch A, Ruth P, Lukowski R, Schmidtko A (2021) Functional Coupling of Slack Channels and P2X3 Receptors Contributes to Neuropathic Pain Processing. Int. J. Mol. Sci. 22, 405.

· Gross T, Wack G, Syhr KMJ, Tolmachova T, Seabra MC, Geisslinger G, Niederberger E, Schmidtko A, Kallenborn-Gerhardt W (2020) Rab27a Contributes to the Processing of Inflammatory Pain in Mice. Cells 9(6):1488. 

· Kallenborn-Gerhardt W, Metzner K, Lu R, Petersen J, Kuth MS, Heine S, Drees O, Paul M, Becirovic E, Kennel L, Flauaus C, Groß T, Wack G, Hohmann SW, Nemirovski D, Del Turco D, Biel M, Geisslinger G, Michalakis S, Schmidtko A (2020) Neuropathic and cAMP-induced pain behavior is ameliorated in mice lacking CNGB1. Neuropharmacology (171):108087.

· Wack G, Eaton P, Schmidtko A, Kallenborn-Gerhardt W (2020) Redox regulation of soluble epoxide hydrolase does not affect pain behavior in mice. Neuroscience Letters (721):134798.

· Petersen J, Mergia E, Kennel L, Drees O, Steubing RD, Real CI, Kallenborn-Gerhardt W, Lu R, Friebe A, Koesling D, Schmidtko A (2019) Distinct functions of soluble guanylyl cyclase isoforms NO-GC1 and NO-GC2 in inflammatory and neuropathic pain processing. Pain 160(3):607–618.

· Lu R, Flauaus C, Kennel L, Petersen J, Drees O, Kallenborn-Gerhardt W, Ruth P, Lukowski R, Schmidtko A (2017) KCa3.1 channels modulate the processing of noxious chemical stimuli in mice. Neuropharmacology 125:386-95.

· Kallenborn-Gerhardt W, Möser CV, Lorenz JE, Steger M, Heidler J, Scheving R, Petersen J, Kennel L, Flauaus C, Lu R, Edinger AL, Tegeder I, Geisslinger G, Heide H, Wittig I, Schmidtko A (2017) Rab7-a novel redox target that modulates inflammatory pain processing. Pain 158(7):1354-65.

Methoden

Methoden

Histochemische Techniken:

    •  Immunfluoreszenz, Immunhistochemie
    •  In situ-Hybridisierung

Molekularbiologische Methoden:

    •  SDS-PAGE/Western Blot
    •  „Redox“-Blots
    •  Immunpräzipitation
    •  Real-time qPCR
    •  ELISA
    •  Detektion reaktiver Sauerstoffspezies

In Vivo Modelle:

    •  Modelle des physiologischen und pathophysiologischen Nozizeptorschmerzes
    •  Neuropathie-Modelle
    •  Intrathekale Applikation von Prüfsubstanzen

Zellkultur:

    •  Neuronale Primärkulturen aus Spinalganglien
    •  Humane und murine Neuroblastomzellen

Elektrophysiologie:

    •  Patch-Clamp Technik
    •  Calcium-Imaging

Stellenangebote

Stellenangebote

Wir freuen uns jederzeit über Bewerbungen für Praktika und Abschlussarbeiten. Diese gehen bitte an: pharmakologie-fb14@uni-frankfurt.de

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