Mini-Hirne im Labor zeigen ähnliche Aktivität wie bei Babys
Im Labor lassen Wissenschaftler kleine Gehirne wachsen, deren Zellen miteinander in Kontakt treten. Aber wie viel haben die Modelle mit dem Original zu tun?
Das Wichtigste in Kürze
- Forscher der University of California haben zahlreiche Gehirnorganoide gezüchtet.
- An diesen wurden ähnliche elektrische Aktivitäten wie bei Hirnströmen von Babys gemessen.
- Die Forscher wollen damit Wirkungen von Medikamenten untersuchen.
An Miniatur-Gehirnen im Labor haben Forscher elektrische Aktivitäten gemessen, die Hirnströmen frühgeborener Kinder ähneln. Die Mini-Hirne sind etwa eine Million Mal kleiner als ein menschliches Gehirn. Sie zeigen aber ab einem Alter von etwa vier Monaten rhythmische Netzwerkaktivitäten.
Die Studie der Forscher um Alysson Muotri von der University of California ist im Fachmagazin «Cell Stem Cell» erschienen. Die Organoide könnten Modelle sein, mit denen beispielsweise krankhafte Fehlentwicklungen des Gehirns untersucht oder die Wirkung von Medikamenten beobachtet werden.
«Das Niveau der neuronalen Aktivität, das wir sehen, ist im Labor beispiellos», wird Muotri in einer Mitteilung des Fachmagazins zitiert.
Entwicklung der Mini-Hirne
Die Forscher züchteten zahlreiche der dreidimensionalen Organoide aus speziellen Stammzellen und liessen sie zehn Monate im Labor wachsen. Die Umgebungsbedingungen gestalteten sie so, wie sie für die Entwicklung der Grosshirnrinde eines menschlichen Gehirns notwendig sind.
Die etwa erbsengrossen Mini-Hirne wuchsen auf einer Platte mit zahlreichen Elektroden. So konnte das Team um Muotri immer wieder die elektrische Aktivität des sich entwickelnden neuronalen Netzwerks bestimmen. Diese Messungen verglichen sie mit Messungen von Gehirnaktivitäten, die andere Forscher von frühgeborenen Kindern aufgezeichnet hatten.
Chancen und Gefahren
Muotri und Kollegen sind sich bewusst, dass ihre Forschung auch gesellschaftliche und ethische Fragen aufwirft. Sie betonen, dass die Organoide sich in vielerlei Hinsicht vom menschlichen Gehirn unterschieden. «Das Organoid ist immer noch ein sehr rudimentäres Modell», sagt Muotri. So fehlten etwa Blutgefässe, auch die Unterteilung in zwei Hirnhälften gebe es nicht.
Er hebt vor allem die Chancen hervor: «Ich kann Menschen mit neurologischen Erkrankungen helfen, indem ich ihnen bessere Behandlungen und eine bessere Lebensqualität gebe.» Muotri ist an einem Unternehmen beteiligt, das unter anderem mit Hilfe von Hirn-Organoiden die Therapie bestimmter neurologischer Erkrankungen vorantreiben möchte.
Oliver Brüstle vom Universitätsklinikum Bonn sieht ebenfalls grosse Chancen in der Forschung an Gehirn-Organoiden. Allerdings stört er sich an der Interpretation, dass die neuronalen Aktivitäten mit denen von Menschen vergleichbar seien: «Mit einer solchen Aussage sollte man sehr vorsichtig sein.»
