Humane Schmerzmodelle

Jeder zweite Arztbesuch erfolgt auf Grund von Schmerzen unter denen der Patient zum Teil extrem leidet. Schmerz hat eine wichtige Warnfunktion um den Körper vor Schäden zu bewahren. Unbehandelt verliert Schmerz jedoch seine Alarmfunktion und wird chronisch, was besonders schwer zu behandeln ist. Obwohl der Bedarf an Schmerzlinderung groß ist, ist die derzeitige Schmerzbehandlung mangelhaft, da die eingesetzten Medikamente zum Teil nicht wirksam genug sind oder zu starke Nebenwirkungen hervorrufen.

Ziel unserer Arbeit ist die Entwicklung und Etablierung geeigneter Messverfahren in der humanen Schmerzforschung.

Die Herausforderung in der Entwicklung solcher neuer Verfahren ist, denwelle- Tolleranz und Analgesie in GCP-Standart makokinetische Auswertung inklusive ist von Patienten subjektiv empfunden Schmerz objektiv messbar zu machen. Wir nutzen und entwickeln innovative human-experimentelle Schmerzmodelle um die translationale Lücke der Übertragbarkeit von Ergebnissen aus Tierversuchen auf Patienten zu schließen. Dazu applizieren wir Probanden kontrollierte und standardisierte Schmerzreize und ermöglichen damit aussagekräftige und ökonomische klinische Studien in frühen Phasen um eine effiziente Entwicklung und frühzeitige Wirksamkeitsvalidierung getesteter Substanzen zu ermöglichen.

Biomarker spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle und Überwachung von Therapieerfolgen. Wir entwickeln nicht nur neue Biomarker um daraus Informationen über Veränderungen physiologischer Prozesse im Rahmen der Arzneimittelwirkung abzuleiten und damit den Therapieerfolg zu überwachen, sondern auch um daraus neue Technologien zu entwickeln, welche in der Lage sind die mittels Biomarkern gewonnen Informationen automatisch zu gewinnen und zu verarbeiten um damit die weitere Therapie automatisch zu steuern.

 

Wir sind auf die Planung, Durchführung, Auswertung und Interpretation datenintensiver früher Phasen klinischer Studien spezialisiert, in der die wichtigsten Erkenntnisse über die Eigenschaften neuer Substanzen gewonnen werden. Dazu gehören Studientypen, wie 

  • First-in-human
  • Proof-of-concept
  • PK/PD modelling

Insgesamt steht uns eine Vielzahl von Technologien und Methoden zu Verfügung, welche fortlaufend aktualisiert werden:

 
Schmerz und Analgesie
  • Hitzeschmerzmodelle:
    • Kontakthitze (Thermische Reize von 32°C bis 55°C) ohne und mit Capsaicin-Sensitisierung (Hyperalgesie)
    • Thulium-Laserhitzereize (5 mm2 große Fläche am Handrücken / Dauer: 1 ms / Wellenlänge: 1,96 µm/ Energie: 150 - 600 mJ)
  •  Kälteschmerzmodell (Thermische Reize von 32°C bis 0°C) ohne und mit Menthol-Sensitisierung (Hyperalgesie)
  • Elektrisches Schmerzmodell (Elektrische Reize von 0 bis 20 mA)
  • Druckschmerzmodell (Mechanisch stumpfer Druck)
  • Von Frey-Haare, Pinpricktest (Mechanisch spitzer Schmerz)
  • CO2-Schmerzmodell (Intranasale Applikation gasförmiger CO2-Reize)
  • Induktion experimenteller Hyperalgesien („freeze lesion“, UVB, Capsaicin)
  • Erfassung objektiver Schmerzparameter mittels Elektroenzephalografie (EEG) und funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT)
  • Laser-Speckle-Contrast-Bildgebung zur Quantifizierung des Blutflusses
  • Erfassung des aktuellen Schmerzgeschehens mittels validierter Schmerzfragebögen (McGill, Deutscher Schmerzfragebogen)
  • Quantitatives sensorisches Testen (QST, Zertifizierung nach den Kriterien des Deutschen Forschungsverbund Neuropathischer Schmerzen DFNS)

 

ZNS
  • Pupillographie (Mobil und stationär)
  • EEG (256 Kanäle), Evozierte Potentiale
  • MRI, fMRI, pharmMRI


Pulmonalsystem
  • Kontinuierliche Erfassung grundlegender vitaler Atmungsparameter (Atemfrequenz, Atemminutenvolumen)
  • „Hypercapnic Challange“-Test nach Read
  • Blutsättigung mit Sauerstoff (pO2) und Kohlendioxid (pCO2)


Herz-Kreislauf-System
  • Kontinuierliches EKG
  • MRI


Stoffwechsel
  • Mikrodialyse und Stanzbiopsien (z.B. Analyse von Entzündungsmarkern unter Capsaicin- oder UVB-behandelter Haut)
  • LC-MS / MS-Analytik  (z.B. von Entzündungsmarkern)


Genetik und Epigenetik
  • Next-Generation-Sequencing
  • Pyrosequencing (Analyse von genetischen Varianten und DNA-Methylierungsmuster)

 

Ausgewählte Projekte:
  • Entwicklung einer Biofeedback-kontrollierten Analgesiemaschine
  • Entwicklung eines neuen objektiven Biomarkers zur Erfassung der subjektiven Schmerzintensität
  • Proof-of-concept Studie zur Wirksamkeit einer neuen Substanz bei neuropathischen Schmerzen

 

Ausgewählte Publikationen:

Lötsch, Jörn, Bruno G. Oertel, and Alfred Ultsch. 2014. ‘Human Models of Pain for the Prediction of Clinical Analgesia’. Pain 155 (10): 2014–21. doi:10.1016/j.pain.2014.07.003.

Oertel, BG, J Vermehren, TT Huynh, A Doehring, N Ferreiros, M Zimmermann, G Geisslinger, and J Lötsch. 2014. ‘Cytochrome P450 Epoxygenase Dependence of Opioid Analgesia: Fluconazole Does Not Interfere with Remifentanil-Mediated Analgesia in Human Subjects’. Clinical Pharmacology & Therapeutics 96 (6): 684–93. doi:10.1038/clpt.2014.169.

Oertel, Bruno Georg, and Jörn Lötsch. 2013. ‘Clinical Pharmacology of Analgesics Assessed with Human Experimental Pain Models: Bridging Basic and Clinical Research’. British Journal of Pharmacology 168 (3): 534–53. doi:10.1111/bph.12023.

Walter, Carmen, Violeta Dimova, Julia Bu, Michael J Parnham, Bruno G Oertel, and Jörn Lötsch. 2015. ‘Inverted Perceptual Judgment of Nociceptive Stimuli at Threshold Level Following Inconsistent Cues.’ PloS One 10 (7): e0132069. doi:10.1371/journal.pone.0132069.

Walter, Carmen, Bruno G Oertel, Lisa Felden, Christian A Kell, Ulrike Nöth, Johannes Vermehren, Jochen Kaiser, Ralf Deichmann, and Jörn Lötsch. 2015. ‘Brain Mapping-Based Model of Δ9-Tetrahydrocannabinol Effects on Connectivity in the Pain Matrix’. Neuropsychopharmacology. doi:10.1038/npp.2015.336.