30. Aug 2013

Von cerebralen und anderen Organoiden

„Mini-Gehirn in der Petrischale“. Bei aller Faszination – ein bisschen dick aufgetragen ist das schon. Denn bei näherem Hinschauen entpuppt sich dieses cerebrale Organoid als chaotischer Zellklumpen, der etwas an ein Gehirn erinnert (zumindest an manchen Stellen). Über Organoide wurde da schon deutlich Spannenderes publiziert.

Ein cerebrales Organoid ist etwa 4 mm groß, hat in der Mitte eine tote Zone und außen Nervenzellen in diversen Entwicklungsstufen. Es entsteht aus menschlichen embryonalen Stammzellen oder umprogrammierten Hautzellen, die wochenlang in einer Petrischale im Kulturmedium schwimmen. Ein pures Labor-Artefakt, sollte man meinen. Und trotzdem rekapituliert dieses seltsame Gebilde wesentliche Schritte in der Entwicklung des menschlichen Gehirns.

Madeline Lancaster und Jürgen Knoblich vom Wiener Institut für Molekulare Biotechnologie ist da ein großer Coup gelungen. Seit mindestens fünf Jahren versuchen Arbeitsgruppen weltweit, neuronale Gewebe aus Stammzellen zu erzeugen. So weit wie die Wiener Forscher ist bislang noch niemand gekommen.

Doch von einem funktionsfähigen Gehirn ist das cerebrale Organoid Lichtjahre entfernt. Gewebetypen sind zufällig über das Organoid verteilt, es fehlt die typische Form und eine korrekte räumliche Anordnung. Jedes Organoid entwickelt sich anders, von Reproduzierbarkeit noch keine Spur. Und das Fehlen eines Gefäßsystems setzt enge Grenzen, was Größe und Komplexität angeht.

Organoide aus anderen Geweben kommen da dem natürlichen Orginal deutlich näher. So gelang es etwa, frühe Entwicklungstufen des Augenbechers und der Hirnanhangdrüse zu erzeugen – inklusive aller notwendigen Gewebetypen und in weitgehend korrekter räumlicher Anordnung.

Und in eine ganz andere Liga stoßen Organoide aus Leber- und Darmgewebe vor. Die ermöglichen nicht nur gute Forschung, sondern bieten auch eine realistische Aussicht auf neue Stammzelltherapien. In Mäusen haben sie ihr Potential schon bewiesen: Sie fügten sich nahtlos in ein lebendes Tier ein und reparierten geschädigte Organe.

Bevor ein falscher Eindruck entsteht: Auch ich finde diese cerebralen Organoide höchst faszinierend. Sie verdeutlichen die unerhörte Fähigkeit von Stammzellen, quasi aus dem Nichts komplexe Strukturen zu erzeugen. Selbst wenn aus ihnen niemals ein funktionsfähiges Gehirn entsteht, werden sie viele grundlegende Fragen der Gehirnentwicklung beantworten.

Über eines habe ich mich jedoch geärgert. In diversen Presseberichten bekundet Jürgen Knoblich seine Absicht, „Autismus oder Schizophrenie (…) in der Kultur nachbauen und erforschen“ zu wollen. Aber was, bitte schön, soll ein erbsengroßer Zellklumpen zum Verständnis von Autismus beitragen? Mit etwas Glück könnten die Wiener Forscher zeigen, wie sich neuronale Synapsen entwickeln und verknüpfen. Aber die vielfältigen und komplexen Verhaltensmuster von Autismus zu erklären – dazu bedarf es nun wirklich einiges mehr.

Quellen:

Lancaster et al., Nature 2013: Cerebral organoids model human brain development and microcephaly

O. Brüstle, Nature 2013:

V. Henn, Telepolis 2013: Organoide reparieren Organe

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.