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Gehirn aus der Petrischale

bdw+ • Gesundheit|Medizin

19. Mai 2023

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Organoide sind wenige Millimeter große 3D-Zellkultursysteme. Sie können im Labor jahrelang wachsen.
©Labor von Mina Gouti, Pablo Castagnola, Max Delbrück CenterJürgen Knoblich, wissenschaftlicher Direktor des Instituts für molekulare Biotechnologie (IMBA) in Wien, erforscht Krankheiten wie die Tuberöse Sklerose (TSC) an menschlichen Hirnorganoiden. Zuvor war TSC vor allem an Nagetieren untersucht worden. Nun zeigte sich: Den beim Menschen an TSC beteiligten Zelltyp besitzen Mäuse gar nicht.
©picture alliance/APA/picturedesk.com/Lukas IlgnerDas Organoid eines TSC-Patienten zeigt im Alter von 110 Tagen einen knotigen Tumor, der sich auf der Oberfläche ausbreitet.
©Knoblich Lab/IMBAIn einem Gehirntumor-Organoid erzeugen genetische Mutationen genau die gleichen Defekte wie im wirklichen menschlichen Gehirn. Schwarze Hohlräume entstehen durch abgestorbene Zellen. Das ist ein Schlüsselproblem der Organoide, das durch die Abwesenheit von Blutgefäßen hervorgerufen wird.
©Knoblich Lab/IMBAAn mit SARS-CoV-2 befallenen Blutgefäß-Organoiden testen Forscher Wirkstoffe.
©IMBA/KulcarEin Team um Sergiu Pasca von der Stanford University hat menschliche Nervenzellen in der Petrischale erzeugt (links) und sie in das Gehirn einer neugeborenen Ratte eingepflanzt (rechts).
©Sergiu Pasca/Stanford UniversityEin Gehirnorganoid aus menschlichen Stammzellen (rechts) imitiert präzise die Architektur eines Mäuse-Gehirns (links): Vorläuferzellen (rot) entwickeln sich zu Nervenzellen (grün). Analysen zeigen, dass die verschiedenen Zelltypen des Gehirns in den Organoiden in der richtigen zeitlichen Reihenfolge entstehen.
©Knoblich Lab/IMBA

Die Hirnforscher besitzen ein molekulares Werkzeug, mit dem sie zumindest Teile der Entwicklung des Gehirns verfolgen können. Sie überwinden immer mehr Schwächen dieser Organoide.

von RAINER KURLEMANN

Das Experiment an der Stanford University in Kalifornien mag viele Menschen schaudern lassen. Ein Forscherteam um Sergiu Pasca