Wie Migräne-Attacken entstehen

Migräne ist eine der häufigsten Kopfschmerzerkrankungen in Deutschland. Laut Angaben der Deutschen Migräne- und Kopfschmerzgesellschaft (DMKG) sind 10 bis 15 Prozent der deutschen Bevölkerung betroffen. Welche Mechanismen den Migräne-Attacken zugrunde liegen, ist bisher nur unvollständig geklärt. Bekannt war, dass eine kurze Welle von reduzierter Gehirnaktivität – eine Art Hirn-Blackout, korrekt als kortikale Spreading-Depression (CSD) bezeichnet – eine wichtige Rolle beim Auslösen der Kopfschmerzen spielt.

Den Mechanismus dahinter hat nun ein Team um Dr. Martin Kaag Rasmussen von der Universität Kopenhagen anhand eines Mausmodells für Migräne mit Aura genauer untersucht. Wie es im Juli im Fachjournal »Science« berichtete, führt die Reduktion der Gehirnaktivität zu einer Veränderung des Proteoms. Bei etwa 11 Prozent der 1400 untersuchten Proteine änderte sich die Expression, sie wurden entweder deutlich weniger oder verstärkt gebildet.

Zu Letzteren zählten auch zwölf Substanzen, die den Trigeminusnerv aktivieren können. Ein Beispiel hierfür ist das Calcitonin Gene-Related Peptide (CGRP), das bereits ein Arzneimitteltarget bei der Migränetherapie ist. Die verstärkt gebildeten Proteine gelangen in die Liquorflüssigkeit und mit dieser über eine bisher unbekannte Zone des Trigeminusganglions ohne Epineuralscheide zu den Nervenzellen, wo sie die Kopfschmerzattacke auslösen können, berichtet das Forschungsteam.

»Wir haben entdeckt, dass diese Proteine eine Gruppe sensorischer Nervenzellen an der Schädelbasis, das sogenannte Trigeminalganglion, aktivieren, das als Tor zum peripheren sensorischen Nervensystem des Schädels bezeichnet werden kann«, sagt Hauptautor Rasmussen in einer Mitteilung der Universität. Die Forschenden stellten fest, dass an der Wurzel des Trigeminalganglions die Blut-Hirn-Schranke fehlt, die normalerweise das Eindringen von Substanzen in die peripheren Nerven verhindert, sodass Substanzen aus dem Hirnwasser in die schmerzsignalisierenden sensorischen Nerven eindringen und diese aktivieren können.

»Unsere Ergebnisse legen nahe, dass wir den primären Kommunikationskanal zwischen dem Gehirn und dem peripheren sensorischen Nervensystem identifiziert haben«, sagt Seniorautorin Professor Dr. Maiken Nedergaard. Es handele sich um einen bisher unbekannten Signalweg, der möglicherweise auch bei anderen Kopfschmerzerkrankungen eine Rolle spielen könnte. Magnetresonanz-Scans von menschlichen Gehirnen legten nahe, dass der Signalweg bei Menschen und Mäusen gleich ist, heißt es in der Mitteilung.

Die neuen Erkenntnisse könnten auch erklären, warum der Kopfschmerz bei Migräne-Attacken typischerweise einseitig ist. Denn die auf einer Seite durch die CSD freigesetzten Proteine verteilen sich nicht im gesamten Liquor, sondern gelangen vor allem an den Nervenknotenpunkt in derselben Kopfhälfte.

»Wir hoffen, dass die von uns identifizierten Proteine – abgesehen von CGRP – bei der Entwicklung neuer präventiver Behandlungen für Patienten verwendet werden können, die auf die verfügbaren CGRP-Antagonisten nicht ansprechen«, sagt Rasmussen. Der nächste Schritt sei, das Protein mit dem größten Potenzial zu identifizieren und auch Provokationstests zu entwickeln, um herauszufinden, welche Substanz Attacken auslösen kann. Gegen diese Proteine könnten dann Therapien entwickelt werden.

Zu untersuchen ist auch noch der zeitliche Ablauf der Attacke. Während die Veränderungen im Proteom nur von kurzer Dauer sind und offenbar nur als Migräne-Auslöser dienen, sind wohl andere, nachgelagerte Prozesse für die Aufrechterhaltung der Kopfschmerzen verantwortlich.