Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neues Verfahren ermöglicht die Kultivierung menschlicher Gehirnschnitte in der Petrischale

19.10.2017

Tübinger Forscher erweitern das Spektrum für Forschung an Hirngewebe

Erstmals ist es Forschern gelungen, menschliches Hirngewebe über mehrere Wochen außerhalb des Körpers am Leben zu erhalten. Das berichtet ein Team um Dr. Niklas Schwarz, Dr. Henner Koch und Dr. Thomas Wuttke am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung und der Universität Tübingen in der Fachzeitschrift Scientific Reports. Der entscheidende Trick der Tübinger Wissenschaftler: Sie nutzten menschliches Hirnwasser, um das Gewebe in der Petrischale zu kultivieren.


Menschliche Nervenzellen, die im Hirnwasser kultiviert werden, behalten auch nach zwei Wochen ihre Struktur und Funktion (links). Zellen in der Standardnährlösung (rechts) sterben dagegen frühzeitig.

Copyright: Niklas Schwarz & Henner Koch, 2017

Die Gewebekulturen waren auch nach drei Wochen anatomisch gut erhalten und funktionsfähig. Bislang versuchte man, Hirnschnitte in standardisierten Nährlösungen zu erhalten – was bei menschlichem Gewebe jedoch nicht gut gelingt.

Aus dem Grund greifen Wissenschaftler meist auf Tierversuche zurück. Das neue Verfahren wird nach Einschätzung der Wissenschaftler die Möglichkeiten erweitern, Tests direkt an menschlichen Hirnzellen durchzuführen. Das vereinfacht zum Beispiel die Prüfung, ob neue Arzneistoffe für das Hirngewebe verträglich sind.

„Das menschliche Gehirn scheint sehr geringe Toleranzgrenzen für die Kultivierung außerhalb des menschlichen Körpers zu haben“, berichtet Studienleiter Dr. Henner Koch. Welche Substanzen im menschlichen Hirnwasser für das Überleben der Nervenzellverbände entscheidend sind, ist noch unklar. „Das müssen künftige Analysen zeigen.“

Klar ist: Mit der neuen Methode lassen sich einige Fragen nun direkt an menschlichen Hirngeweben klären, wofür bislang Tierexperimente nötig waren. So kann künftig in der Petrischale getestet werden, welche Wirkung neue Arzneistoffe auf menschliches Hirngewebe haben. Untersuchungen an Tiergewebe lassen sich nicht immer zu hundert Prozent übertragen – mit entsprechenden Restrisiken für freiwillige Probanden von Medikamentenstudien.

Auch Erbgutveränderungen, die mit Erkrankungen des menschlichen Nervensystems assoziiert sind, können ab sofort besser erforscht werden. „Die Methode ermöglicht uns, Genveränderungen in die Hirnzellen einzubringen und ihre Auswirkung auf das Gewebe als Ganzes zu untersuchen“, sagt Erstautor Dr. Niklas Schwarz.

„Zwar lassen sich viele neurologische Erkrankungen an Tiermodellen studieren – ob sich die Ergebnisse direkt auf menschliche Hirnzellen übertragen lassen, ist aber oftmals nicht sicher.“ Die Tübinger Wissenschaftler hoffen, dass mit ihrem Verfahren künftig die Anzahl von Versuchstieren in der Forschung reduziert werden kann.

Massenexperimente an menschlichen Hirnschnitten wird es jedoch auch in Zukunft nicht geben. Für die Studie können Forscher ausschließlich Gewebe nutzen, welches im Rahmen von notwendigen Hirnoperationen entfernt wird. Dies kann etwa der Fall sein, wenn eine Epilepsie nicht mehr mit Medikamenten behandelt werden kann und der erkrankte Gehirnbereich entnommen werden muss. „Selbstverständlich verwenden wir nur Material von Patienten, die im Vorfeld einer wissenschaftlichen Verwendung schriftlich zustimmen“, betont Neurochirurg und Mitautor Dr. Thomas Wuttke.

Originalpublikation
Schwarz et al., (2017): Human Cerebrospinal fluid promotes long-term neuronal viability and network function in human neocortical organotypic brain slice cultures. Scientific reports, 7, 12249
DOI: 10.1038/s41598-017-12527-9

Weitere Informationen:

https://www.hih-tuebingen.de Hertie-Institut für klinische Hirnforschung
https://www.uni-tuebingen.de Eberhard Karls Universität Tübingen

Dr. Mareike Kardinal | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Live-Verfolgung in der Zelle: Biologische Fussfessel für Proteine
19.06.2018 | Universität Basel

nachricht Tag it EASI - neue Methode zur genauen Proteinbestimmung
19.06.2018 | Max-Planck-Institut für Biochemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Überdosis Calcium

Nanokristalle beeinflussen die Differenzierung von Stammzellen während der Knochenbildung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universitäten Freiburg und Basel haben einen Hauptschalter für die Regeneration von Knochengewebe identifiziert....

Im Focus: Overdosing on Calcium

Nano crystals impact stem cell fate during bone formation

Scientists from the University of Freiburg and the University of Basel identified a master regulator for bone regeneration. Prasad Shastri, Professor of...

Im Focus: AchemAsia 2019 in Shanghai

Die AchemAsia geht in ihr viertes Jahrzehnt und bricht auf zu neuen Ufern: Das International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production findet vom 21. bis 23. Mai 2019 in Shanghai, China statt. Gleichzeitig erhält die Veranstaltung ein aktuelles Profil: Die elfte Ausgabe fokussiert auf Themen, die für Chinas Prozessindustrie besonders relevant sind, und legt den Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Innovation.

1989 wurde die AchemAsia als Spin-Off der ACHEMA ins Leben gerufen, um die Bedürfnisse der sich damals noch entwickelnden Iindustrie in China zu erfüllen. Seit...

Im Focus: AchemAsia 2019 will take place in Shanghai

Moving into its fourth decade, AchemAsia is setting out for new horizons: The International Expo and Innovation Forum for Sustainable Chemical Production will take place from 21-23 May 2019 in Shanghai, China. With an updated event profile, the eleventh edition focusses on topics that are especially relevant for the Chinese process industry, putting a strong emphasis on sustainability and innovation.

Founded in 1989 as a spin-off of ACHEMA to cater to the needs of China’s then developing industry, AchemAsia has since grown into a platform where the latest...

Im Focus: Li-Fi erstmals für das industrielle Internet der Dinge getestet

Mit einer Abschlusspräsentation im BMW Werk München wurde das BMBF-geförderte Projekt OWICELLS erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde eine Li-Fi Kommunikation zu einem mobilen Roboter in einer 5x5m² Fertigungszelle demonstriert, der produktionsübliche Vorgänge durchführt (Teile schweißen, umlegen und prüfen). Die robuste, optische Drahtlosübertragung beruht auf räumlicher Diversität, d.h. Daten werden von mehreren LEDs und mehreren Photodioden gleichzeitig gesendet und empfangen. Das System kann Daten mit mehr als 100 Mbit/s und fünf Millisekunden Latenz übertragen.

Moderne Produktionstechniken in der Automobilindustrie müssen flexibler werden, um sich an individuelle Kundenwünsche anpassen zu können. Forscher untersuchen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Hengstberger-Symposium zur Sternentstehung

19.06.2018 | Veranstaltungen

LymphomKompetenz KOMPAKT: Neues vom EHA2018

19.06.2018 | Veranstaltungen

Simulierter Eingriff am virtuellen Herzen

18.06.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Rätselhaftes IceCube-Ereignis könnte von Tau-Neutrino stammen

19.06.2018 | Physik Astronomie

Automatisierung und Produktionstechnik – Wandlungsfähig – Präzise – Digital

19.06.2018 | Messenachrichten

Überdosis Calcium

19.06.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics