Chimäre Hirnforschung bei jungen Ratten erfolgreich

Menschliche Gehirn-Organoide konnten so in die Gehirne von jungen Ratten transplantiert werden, dass sie sich in das wachsende Gehirn integrieren. Sie könnten künftig als Modell für die Hirnforschung genutzt werden. Forschenden in den USA ist es gelungen, menschliche Gehirn-Organoide so in die Gehirne von jungen Ratten zu transplantieren, dass sie sich in das wachsende Gehirn integrieren und das Verhalten der Ratten beeinflussen können. Das transplantierte menschliche Hirngewebe erreicht dadurch eine stärkere Ähnlichkeit zum menschlichen Gehirn und könnte künftig als Modell für die Hirnforschung genutzt werden, teilt das Science Media Center (SMC) mit. Organoide sind ja aus Stammzellen gezüchtete Strukturen, deren Zellstrukturen und Fähigkeiten denen von Organen ähneln, erinnert das SMC. Sie ermöglichen die Forschung an Organen, die gewissermaßen menschlich sind, ohne dabei an lebenden Menschen experimentieren zu müssen. Gehirn-Organoide beispielsweise entwickeln Schichten von Nervenzellen mit einer Signalaktivität und sogar „Gehirnregionen“, die Bereichen des menschlichen Gehirns gleichen. Dennoch können Gehirn-Organoide aus menschlichen Stammzellen bislang die komplexe Funktionsweise des Gehirns nicht nachahmen, so das SMC. Da sie nicht in neuronale Netzwerke integriert seien, die ein Verhalten erzeugen können, seien sie für die Modellierung genetisch komplexer oder neuropsychiatrischen Krankheiten derzeit nur begrenzt geeignet. Experiment mit wenige Tage alten Rattengehirnen Um diese Hürde zu überwinden, haben Forschende bereits versucht, menschliche Gehirn-Organoide in Gehirne von erwachsenen Mäusen zu transplantieren. Die Transplantate sind zwar auch mit dem Gehirngewebe verwachsen, konnten sich aber nicht vollständig darin integrieren, so das SMC. Sergiu Pasca und sein Team von der Stanford Universität in den USA hat nun Gehirn-Organoide in wenige Tage alte Rattengehirne transplantiert. [1] Da die Gehirne der jungen Tiere noch in der Entwicklung sind, konnten die transplantierten Gehirn-Organoide mitreifen, Verknüpfungen zu anderen Hirnregionen ausbilden und sich so in Gehirnnetzwerke integrieren. Die Aktivierung von Nervenzellen in den Organoiden konnte sogar das Verhalten der Ratten beeinflussen. Chimäre Hirnforschung wirft ethische Fragen auf „Gehirn-Organoide bilden zwar eine relativ komplexe, hirngewebeähnliche Struktur, doch fehlen ihnen die Immunzellen des Gehirns, die Blutgefäße und die in vivo vorgefundene Vernetzung der Schaltkreise. Daher versagen sie oft bei der Modellierung komplexer menschlicher Hirnerkrankungen, die mit der Bildung von Schaltkreisen zusammenhängen, wie Autismus oder Schizophrenie“, kommentiert Dr. Agnieszka Rybak-Wolf, Leiterin der Technologie-Plattform Organoide, Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin (MDC), Berlin, die Studienergebnisse. Die Transplantation menschlicher Gehirn-Organoide in hochgradig vaskularisierte Gehirne immundefizienter Nagetiere biete eine einzigartige Gelegenheit, fehlende Komponenten in das Modell einzubauen und neuronale Schaltkreise in menschlichen In-vitro-Gehirnmodellen vollständig zu bilden. Rybak-Wolf: „Dieser Bereich der chimären Forschungsmodelle entwickelt sich rasch weiter, da solche Modelle beispielsweise für die Züchtung kompatibler menschlicher Organe für Transplantationen eingesetzt werden könnten. Wenn es jedoch um das Gehirn geht, wirft dies immer mehrere ethische Fragen auf, zum Beispiel: Können wir durch solche Transplantationen bei Tieren eine menschenähnliche Kognition erzeugen?“ Quelle: Ärzte Zeitung

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