Jens Schwamborn: In-vitro-Minihirne können die direkte Mittelhirnforschung simulieren
Für Neurowissenschaftler wie Jens Schwamborn ist das Dilemma allgegenwärtig: Das menschliche Mittelhirn ist der Angriffspunkt vieler neurologischer Erkrankungen und steht daher im Fokus der neurologischen Forschung. Allerdings kann aus ethischen Gründen nicht direkt am lebenden menschlichen Mittelhirn geforscht werden, und Tierversuche haben immer wieder gezeigt, dass sie ungenau sind, weil sich die Struktur des tierischen Gehirns deutlich von der des Menschen unterscheidet. Deshalb hat Jens Schwamborn mit seiner Firma OrganoTherapeutics ein Modell entwickelt, das die relevanten Strukturen des menschlichen Mittelhirns exakt abbilden kann.
PARKINSON – DER AUSGANGSPUNKT DER FORSCHUNG VON JENS SCHWAMBORN
Die Parkinson-Krankheit ist eine neurologische Erkrankung, die das menschliche Gehirn betrifft und derzeit als unheilbar und schwer dauerhaft zu behandeln gilt. Für den Neurowissenschaftler Jens Schwamborn ist es wichtig, einen Ansatz zu finden, um im Detail zu verstehen, wie er die Parkinson-Krankheit angreift. Dazu muss direkt am Mittelhirn geforscht werden, denn es enthält die sogenannte schwarze Substanz. An dieser Stelle produzieren die Nervenzellen den Botenstoff Dopamin, der unter anderem für das Funktionieren der körpereigenen Bewegungsabläufe verantwortlich ist. Die Parkinson-Krankheit führt dazu, dass diese Neuronen absterben. Es kann wenig oder kein Dopamin gebildet werden, was sich in typischen Parkinson-Symptomen wie Zittern und Muskelsteifheit widerspiegelt.
DAS ZEREBRALE ORGANOIDE MODELL
Um möglichst nah an den relevanten Strukturen des menschlichen Mittelhirns zu forschen, erzeugt Jens Schwamborn aus menschlichen Hautzellen Stammzellen, aus denen Zellkulturen gezüchtet werden · Dreidimensionale Zellen. Diese verhalten sich wie die Nervenzellen im menschlichen Mittelhirn. Sie sind vernetzt, senden und empfangen Signale und produzieren Stoffwechselprodukte, die für ein aktives Gehirn typisch sind. In einer Reihe von Vergleichen konnte Jens Schwamborn nun zeigen, dass die Struktur von in vitro gezüchteten Mini-Gehirnen exakt der des menschlichen embryonalen Mittelhirns entspricht. So können die Wirkstoffe an den Organoiden des Gehirns getestet werden, die dann im echten und lebenden menschlichen Gehirn die gleiche Wirkung haben sollen.
DIE TRANSFORMATION VON MARI-ZELLEN
Weltweit arbeiten Forschungsgruppen daran, dreidimensionale Strukturen des Mittelhirns im Labor nachzubilden. Jens Schwamborn und sein Unternehmen OrganoTherapeutics arbeiten mit sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen. Diese Stammzellen können keinen Organismus bilden. Sie können jedoch in alle Arten von Zellen umgewandelt werden, die der menschliche Körper besitzt. Damit lässt sich dieses Prinzip nicht nur für die Erforschung der Parkinson-Krankheit nutzen. Auch andere Erreger wie das aktuelle Kronenvirus SARS CoV-2 können auf diese Weise untersucht werden. Dazu werden entweder Stammzellen aus den Hautzellen bereits erkrankter Menschen gezüchtet oder gesunde Stammzellen in Neuronen umgewandelt und, wie in der SARS-CoV-2-Forschung, unter höchsten Schutzmaßnahmen mit dem Virus infiziert.
MINI-BRAIN ALS ETHISCHE LÖSUNG
Neben der Möglichkeit, ein Modell verwenden zu können, das der tatsächlichen Situation des menschlichen Mittelhirns in den relevanten Strukturen entspricht, sehen Neurowissenschaftler wie Jens Schwamborn einen weiteren Vorteil des Gehirn-Organoid-Modells: Die Zellkulturen von Mini-Gehirnen sind Menschen . Ursprungs und hat sich nun auch als identisch mit den Strukturen des menschlichen embryonalen Hirnstamms erwiesen. Es bedarf daher keiner ethisch fragwürdigen Experimente an lebenden Gehirnen oder längerer Forschungen an Gehirnen von Versuchstieren wie Ratten, Mäusen oder Affen. Langfristig könnten daher Gehirn-Organoid-Modelle Tierversuche in den Neurowissenschaften ersetzen.
OrganoTherapeutics nutzt hochmoderne menschenspezifische Mini-Gehirne für die Entdeckung und Entwicklung von Kandidaten für wirksame Medikamente gegen die Parkinson-Krankheit. Wir untersuchen neue Moleküle in unseren menschenspezifischen Minigehirnen, die ein Modell darstellen, das die Pathologie der menschlichen Parkinson-Krankheit originalgetreu nachahmt. Ziel von OrganoTherapeutics ist es, neue Kandidaten für Parkinson-Medikamente zu entwickeln, die in hochmodernen 3D-Patientenmodellen zugelassen sind. OrganoTherapeutics hat die ersten Kandidaten für eigene Medikamente entwickelt und hat Zugriff auf attraktive Bibliotheken für eine zusätzliche Auswahl.
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