Neuronen-Netzwerk auf dem Mikrochip entlarvt Giftstoffe

Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS) haben eine schnelle Screening-Methode für Neurotoxine in Dortmund entwickelt: Die Arbeitsgruppe „Miniaturisierung für die Lebenswissenschaften“ nutzte einen Mikrochip, um menschliche Nervenzellen in einem regelmäßigen Sechseck-Muster anzuordnen und sie zu einem Netzwerk zusammenwachsen zu lassen.

Wurden die Zellen einem Nervengift ausgesetzt, so war diese Vernetzung gestört. Daraus konnten die Wissenschaftler die Neurotoxizität eines Stoffes ableiten. Jonathan West, der Projektleiter, hat die Methode „Network Formation Assay“ (NFA) genannt.

„Die Bildung von Verbindungen zwischen Nervenzellen gehört zu den grundlegenden Prinzipien von Lern- und Erinnerungsvorgängen, und ihr Ausfall ist häufig ein klinisches Anzeichen für Neurotoxizität“, erklärt Christoph van Thriel vom Leibniz-Institut für Arbeitsforschung (IfADo) in Dortmund, der an dem Projekt mitgewirkt hat. NFA stelle daher ein in vitro-Modell dar, das mit den Vorgängen im lebenden Organismus vergleichbar sei. Damit bietet die Methode einen Weg, neurotoxische Effekte von Chemikalien besser vorherzusagen und dadurch die Zahl notwendiger Tierversuche zu reduzieren.

Zusätzlich können die Forscher ein Nervengift-Screening mit NFA auf die Dauer von wenigen Stunden verkürzen. So ist es möglich, in kurzer Zeit eine große Zahl an Substanzen auf ihre neurotoxische Wirkung hin testen – eine Aufgabe, die besonders seit dem Inkrafttreten der EU-Chemikalienverordnung REACH aktuell geworden ist.

Jonathan West und seine Kollegen haben ihre Methode vor kurzem im Fachmagazin „Lab on a Chip“ publiziert. Diesen Monat wurde die Studie noch einmal in den „Highlights in Chemical Technology“ beleuchtet.