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Neurologie 10. Jänner 2014

Forscher wollen Gehirn nachzüchten

Transplantate aus biotechnologisch hergestelltem Gewebe sollen eines Tages im klinischen Betrieb eingesetzt werden.

Schwedischen Wissenschaftlern des Karolinska Institut sind erste Schritte bei der künstlichen Herstellung menschlicher Körperteile wie dem Gehirn gelungen. Der Prozess beginnt mit einem Gerüst, das als Vorlage dienen soll und auf der die Zellen aus dem Körper des Patienten wachsen können. Dieses Verfahren wurde bereits erfolgreich bei Lymphknoten, Herzzellen und Kehlköpfen aus den Stammzellen eines Menschen umgesetzt. Es ist sogar gelungen, eine künstliche Niere herzustellen und sie einer Ratte zu transplantieren. Die Herstellung von künstlichem Gehirngewebe blieb aber bis heute Zukunftsmusik.

Die Herstellung von Nervengewebe im Labor ist nach wie vor viel schwieriger. Im Gehirn wachsen neue Nervenzellen in einer komplexen und spezialisierten Proteinmatrix. Diese Matrix ist so wichtig, dass geschädigte Zellen sich ohne sie nicht wieder regenerieren. Ihre Komplexität ist jedoch nur schwer zu reproduzieren. Paolo Macchiarini und Silvia Baiguera versuchten, dieses Problem zu umgehen, indem sie ein Gerüst aus Gelatine mit einer winzigen Menge Gewebe aus dem Gehirn einer Ratte kombinierten, bei dem die Zellen bereits entfernt worden waren. Sie hofften, dass das dezellularisierte Gewebe ausreichend biochemische Informationen enthalten würde, damit sich die verwendeten Zellen so entwickelten wie im Gehirn.

Als die Wissenschaftler mesenchymale Stammzellen zu dieser Mischung hinzufügten, fanden sie Hinweise darauf, dass die Stammzellen damit begonnen hatten, sich zu neuronalen Zellen zu entwickeln. Bei diesen Stammzellen handelte es sich um Zellen, die aus dem Knochenmark einer anderen Ratte stammten, berichtet das Fachmagazin Biomaterials (http://sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961213013045).

Künstliche Matrix als Grundlage

Dieses Verfahren hat laut dem Experten Alex Seifalian vom University College London den Vorzug, dass die Vorteile des natürlichen Gewebes mit den mechanischen Eigenschaften der künstlichen Matrix kombiniert werden können. Es wird jedoch noch lange dauern, bevor ein klinischer Einsatz dieses Verfahrens angedacht werden kann.

Macchiarini kann sich jedoch ein Gerüst vorstellen, auf dem neuronale Zellen „gesät“ werden, die Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen helfen, wie etwa bei Parkinson und Alzheimer, wo Gehirnzellen absterben und zu spezifischen Symptomen führen. Eines Tages könnte es auch möglich sein, Transplantate aus biotechnologisch hergestelltem Gewebe zu nutzen, um Teile eines Gehirns zu ersetzen, das zum Beispiel durch eine Schussverletzung geschädigt wurde.

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