Forscher der San Diego School of Medicine der University of California haben eine schnelle und kostengünstige Methode entwickelt, um organoide „Mini-Gehirne“ in einem Labor zu züchten. Diese Miniaturgehirne, die die Architektur von Gehirnen nachbilden, aber keine Bewusstseinsebene besitzen, werden unter Verwendung von hergestellt Stammzellen. Die Forscher hoffen, dass wir mit diesen Mini-Gehirnen ein besseres Verständnis der echten Gehirne erlangen, die sie nachbilden.
„Das Gehirn ist eines der komplexesten Gewebe im Körper“ Alysson Muotri, Direktor des Stammzellenprogramms an der UCSD School of Medicine, sagte gegenüber Digital Trends. „Während wir eine gute Vorstellung von der Anatomie und der Funktionsweise des erwachsenen Gehirns haben, befindet sich das Verständnis der neurologischen Entwicklung des menschlichen Gehirns in einem sehr mysteriösen Stadium. Dies liegt daran, dass das intakte menschliche embryonale Gehirn in der Gebärmutter wächst und daher sehr unzugänglich ist. Es gibt nur wenige Informationen darüber, wie sich das Gehirn entwickelt und wann es zu funktionieren beginnt, dennoch gibt es viele neurologische Störungen, die in der Gebärmutter beginnen. Es ist daher sehr wichtig zu erfahren, wie sich das Gehirn entwickelt, sowohl im gesunden als auch im kranken Zustand.“
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Die Mini-Gehirne entstehen durch die Züchtung menschlicher pluripotenter Stammzellen und deren anschließende Anregung zur Bildung neuronaler Vorläuferzellen. Dies wird durch die Zugabe kleiner Moleküle zu einem Kulturmedium erreicht. Diese neuralen Vorläuferzellen werden dann dazu veranlasst, in drei Dimensionen zu wachsen und sich auszudehnen, sodass eine Kugel mit mehreren Schichten entsteht. Schließlich werden die Vorläuferzellen in Neuronen und eine Art Gliazelle umgewandelt, die auch im Gehirn vorhanden ist und dann zu einem vollständigen Organoid heranreift.
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Seit Jahrzehnten optimieren Forscher Protokolle zur Erzeugung von Gehirnzellen in einer Schale. Allerdings haben Forscher erst in jüngerer Zeit herausgefunden, dass es möglich ist, 3D-Wachstum in a zu induzieren Dadurch können sich die Zellen selbst in einer Struktur organisieren, die den frühen Stadien des menschlichen Embryos ähnelt Gehirn. Dies eröffnet die Möglichkeit, die frühen Stadien der menschlichen Neuroentwicklung im Labor zu untersuchen. Dies könnte neue Informationen über genetische Störungen wie Autismus oder die unterschiedlichen Auswirkungen von Viren auf das Gehirn liefern.
Um die Entwicklung dieser Minigehirne zu vereinfachen, haben die UCSD-Forscher ein Protokoll entwickelt, das die Umwandlung somatischer Zellen in 3D-Gehirnorganoide beschleunigt. „Neben Kosten und Zeit liegt der größte Vorteil im Durchsatz“, fuhr Muotri fort. „Wir können jetzt Hunderte verschiedener Gehirnorganoide von verschiedenen Individuen gleichzeitig herstellen.“
Ein Papier, in dem die Arbeit beschrieben wurde, war kürzlich in der Zeitschrift Stem Cells and Development veröffentlicht.
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