Mit neuen Methoden Nervenleiden heilen

Die beiden Hauptbestandteile des neuartigen 3D-Sensorarrays. links: Keramik-Mikrotürme aus Goldelektrodenarrays (Röntgenbild). rechts: Keramikkontaktplatte mit lasergeschnittenen Spalten. Die Keramikmikrotürme mit den Elektrodenarrays aus Gold werden durch die Spalten gesteckt. Die Zuleitung und Lötung sind versteckt auf der Rückseite. Das Nervenzellgewebe wächst um die Türme herum und kann auf der vorderen Seite gemessen werden.<br>

Gelingt es den Forschern, Neuronen kontrolliert und gezielt zu kultivieren, könnte dies einen Durchbruch in der medizinischen Behandlung von geschädigtem Nervenzellgewebe bedeuten, unter anderem auch durch die Transplantation von Nervenzellen. Am 8. und 9. November kommen die an dem Forschungsverbund beteiligten wissenschaftlichen Einrichtungen an der TU Ilmenau zu einem Projektreffen zusammen, um die weiteren Forschungsarbeiten voranzutreiben.

Ziel des zweieinhalbjährigen Forschungsprojekts 3D-NeuroN („Biomimicking the brain – towards 3D neuronal network dynamics“) ist es, den Heilungsprozess von Nervenzellgewebe, das durch Krankheit oder Verletzung geschädigt ist, optimal zu unterstützen. Dazu entwickeln die Wissenschaftler dreidimensionale Nervenzellstrukturen aus biologischem Gewebe, die sie während des Wachstums mit 3D-Sensorarrays gezielt stimulieren, um neue Erkenntnisse über ihre Funktionsweise und ihre Informationsverarbeitung zu gewinnen (s. Foto). Die Forscher versprechen sich davon, Menschen mit Nervenschädigungen oder neuronalen Erkrankungen in Zukunft effektiver behandeln zu können.

An dem Forschungsprojekt, das von der Europäischen Union mit vier Millionen Euro gefördert wird, sind neben der TU Ilmenau und dem auf dem Universitätscampus angesiedelten Fraunhofer IDMT die renommierte schweizerische Universität ETH Zürich sowie die Tampere University of Technology und die University of Tampere in Finnland beteiligt. Im Institut für Mikro- und Nanotechnologien IMN MacroNano® der TU Ilmenau sind sechs Wissenschaftler mit der zentralen Projektaufgabe befasst, neuartige Sensoren zu entwickeln, mit denen gemessen wird, ob und wie die neuronalen Zellstrukturen wachsen, miteinander in Kontakt treten und Informationen austauschen. Dazu realisieren die Fachgebiete Nanobiosystemtechnik unter der Leitung von Prof. Andreas Schober und Biosignalverarbeitung unter der Leitung von Prof. Peter Husar neuartige Glas-Sensoren, die erstmals in der Lage sein werden, dreidimensionale neuronale Zellkulturen zu untersuchen. Aufgabe des Fraunhofer IDMT ist es, auf der Basis der gemessenen Signale ein Stimulationsmuster zu entwickeln, das das Wachstum der Zellen gezielt steuert.
Die Wissenschaftler glauben, dass die innovative 3D-Modellierung wesentlich detailliertere und umfassendere Informationen über die Funktionsweise von Neuronen und des menschlichen Gehirns liefern wird als herkömmliche Methoden. Die Forschungsarbeiten werden auch dazu beitragen, neue Medikamente gegen neuronale Erkrankungen effektiv und sicher zu entwickeln und zu testen. Ebenso sind vollkommen neuartige klinische Therapien denkbar, beispielsweise die Transplantation von Nervenzellen. Für die bevorstehenden Forschungsarbeiten verspricht sich Prof. Andreas Schober von dem bevorstehenden Projekttreffen in Ilmenau konkrete Impulse: „Wir diskutieren erste Ergebnisse unserer Messungen in Finnland mit den Funktionsmustern der neuen 3D-Sensorarrays der TU Ilmenau und erwarten von dem direkten wissenschaftlichen Austausch wichtige Anregungen für zukünftige Forschungen – um mit neuen Methoden Nervenleiden zu heilen.“

Kontakt:
Prof. Andreas Schober
Leiter Fachgebiet Nanobiosystemtechnik
Tel.: 03677 69-3387
E-Mail: andreas.schober@tu-ilmenau.de

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Bettina Wegner idw

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