Minihirne aus dem Reagenzglas zeigen Genaktivität

Vor zwei Jahren konnten Wiener Forscher aus Stammzellen erstmals einige Millimeter große Minihirne herstellen. In diesen sind die gleichen Gene aktiv, wie in Gehirnen von Ungeborenen, berichten Wissenschafter im Fachmagazin "Pnas". An solchen menschlichen Organoiden aus dem Reagenzglas könne man daher viele Aspekte der Gehirnentwicklung und Entstehung neurologischer Störungen studieren.

Die Wissenschafter um Barbara Treutlein vom Max Planck Institut für Evolutionäre Anthropologie in Leipzig (D) haben dafür die Genaktivitäten in den Zellen von künstlichen Minihirn-Organoiden und fötalen Großhirnrinden verglichen. Die Organoide wurden aus menschlichen embryonalen und "rückprogrammierten" Stammzellen hergestellt, erklärt Jürgen Knoblich vom Institut für Molekulare Biotechnologie (IMBA) der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien.

Top-Entdeckung des Jahres

Die von ihm erstmals hergestellten Minihirne wurden 2013 vom Fachmagazins "Science" zu den wissenschaftlichen Top-Entdeckungen des Jahres gezählt, und Knoblich hat auch an der aktuellen Studie mitgewirkt. Das zum Vergleich notwendige humane Kortex-Gewebe wiederum wurde von Aborten gewonnen, "natürlich mit Genehmigung durch Ethik-Komitees und Zustimmung der Schwangeren", erklärte er.

Mit "relativ wenigen Ausnahmen" wären in Kortex-ähnlichen Regionen der Minihirne die gleichen genetischen Programme aktiv, wie in den sich entwickelnden fötalen Großhirnrinden, so die Forscher. Dadurch sei es möglich, die Entwicklung des menschlichen Denkorgans an solchen künstlichen Organoiden zu untersuchen. Dies könnte auch zum besseren Verständnis beitragen, wie Entwicklungskrankheiten des Gehirns entstehen, also etwa neurologische Bewegungs- und Sprachstörungen, Autismus und Schizophrenie.

Weil man aus ethischen Gründen nicht an Menschen- oder Primatenhirnen forschen kann, dienten bisher meist Mäusehirne als Modellsystem. In jüngster Zeit habe sich aber herausgestellt, dass sich Mäuse- und Menschenhirne recht unterschiedlich entwickeln. Mit den menschlichen Minihirnen aus dem Reagenzglas hat man nun ein passendes, ethisch unbedenkliches System, um die Gehirnentwicklung zu erkunden.