Kehlkopfmuskeln mit Licht stimuliert

BONN. Forschern der Uni Bonn ist es gelungen, die Kehlkopfmuskeln einer Maus mit Licht zu stimulieren (Nature Communications 2015; online 2. Juni).

Möglicherweise sei es so mittelfristig möglich, Menschen mit Kehlkopflähmung zu therapieren, teilt die Uni Bonn mit. Diese können ja zum Beispiel nach Schilddrüsen-Operationen auftreten und zu Problemen beim Sprechen sowie schwerer Atemnot führen.

Die Forscher nutzten dabei Kanal-Rhodopsine, eine Molekülgruppe in Grünalgen: Kanal-Rhodopsine sind Schleusen für elektrisch geladene Teilchen, die sich bei Beleuchtung öffnen. Werden Kanal-Rhodopsine geeignet verpackt und in Muskeln injiziert, werden sie in einzelne Muskelzellen eingebaut.

Wird eine solche Zelle mit Licht gereizt, öffnen sich die Kanäle: Positiv geladene Ionen strömen in die Muskelzelle, die so zur Kontraktion angeregt wird. Dieses Funktionsprinzip sei schon seit einigen Jahren bekannt, schreibt die Uni Bonn in ihrer Mitteilung.

Bereits 2010 habe die Bonner Arbeitsgruppe mit derselben Methode die Herzmuskulatur von Mäusen stimuliert. Kehlkopfmuskeln zählten jedoch zur Skelettmuskulatur. "Und für Skelettmuskeln gelten andere Gesetze", betont der Leiter der Studie Juniorprofessor Dr. Philipp Sasse.

So lässt sich in der Skelettmuskulatur jede Zelle separat zur Kontraktion anregen. Auf diese Weise kann der Körper die ausgeübte Muskelkraft sehr fein steuern.Skelettmuskeln können zudem - anders als der Herzmuskel - auch Haltearbeit leisten: Werden sie sehr schnell hintereinander immer wieder gereizt, bleiben sie kontrahiert.

"Wir haben nun erstmals zeigen können, dass wir durch Lichtpulse ebenfalls eine dauerhafte Kontraktion auslösen können", wird Dr. Tobias Brügmann zitiert, der Erstautor der Studie.

"Je nachdem, wohin wir den Lichtstrahl richten, können wir zudem einzelne Muskelgruppen reizen - genauso, wie es der Körper über die Nerven macht." (eb)