Neue "Mini-Köpfe" könnte Tausende von Labortieren arbeitslos gesetzt.

Forscher an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health haben winzige Gehirne gemacht von menschlichen Nervenzellen und Zellen hergestellt. Diese Mini-Gehirne könnte radikal verändern, wie Medikamente getestet werden, ersetzen die vielen Tiere, die derzeit für neurologische Forschung verwendet wird.

Diese Mini-Gehirne mag klein sein – etwa so groß wie eine Stubenfliege – aber sie weisen noch Eigenschaften, die typisch für die reale Sache. Hergestellt aus menschlichen Stammzellen, diese Gehirne sind nicht in der Lage, bewusstes denken oder Kognition, noch sind sie in der Lage, Schmerzen oder leiden. Sie können auch Masse produziert, und sie sind standardisiert, so dass sie ideal für Laborversuche, biologisch aktive Gehirn erfordern.

Auch bekannt als sind Organellen, die Kugeln der menschlichen Gehirnzellen ethischere und vielleicht sogar besser, als Labortiere, wie Ratten und Mäuse. Diese Arbeit wird heute bei einem Treffen der American Association for Advancement of Science Konferenz in Washington, D.C. präsentiert

Verringerung der Menge von Tierversuchen, die weitergeht ist mehr als nur eine Frage der Ethik, gibt es auch die Qualität der Wissenschaft selbst zu prüfen. Tiere, machen auch wenn gentechnisch veränderte, für schlechte Modelle menschlicher Erkrankungen, insbesondere neurologischer Art. Wie eine Studie in JAMA 2006 wies darauf hin, "soll Patienten und Ärzten vorsichtig rechnet man prominente Tier Forschungsergebnisse für die Pflege der menschlichen Krankheit bleiben", fügte hinzu, dass "auch qualitativ hochwertige Untersuchungen an Tiere schlecht in der menschlichen klinischen Forschung repliziert werden."

"Wir sind nicht 150 Pfund Ratten" – Thomas Hartung

Es ist ein Gefühl, das nicht verloren geht Thomas Hartung, Molekularbiologe, der aus dem Zentrum für Alternativen zu Animal Testing (CAAT) am Johns Hopkins und Hauptentwickler des Projekts Mini-Gehirn arbeitet.

"Wir sind nicht 150 Pfund Ratten," sagte er Gizmodo. "Labortieren neigen dazu, junge, gesunde, eineiige Zwillinge, [und] eine standardisierte Umgebung und Essen zu bekommen. Ratten Leben seit zwei Jahren – warum sollten Evolution degenerativen Gehirnerkrankungen kümmern? "

Hartung glaubt, dass kein Wissenschaftler, Tiere zu nutzen, nur weil es zu kompliziert ist, die Alternative zum Arbeiten bekommen sollte. Das ist, warum er baut Mini-Brain, einer von mehreren spannenden Hightech-Lösungen, die die Art und Weise ändern konnten Wissenschaftler forschen und testen.

Um die Mini-Gehirne zu erstellen, schmeichelte Hartung Team genetisch umprogrammiert pluripotenten Stammzellen in das Gehirnzellen werden. "Wir früher keine embryonalen Stammzellen, sondern die Haut neu programmiert", sagte er. "Dadurch wird nicht nur ethische Konflikte vermieden, es erlaubt uns auch, ihnen von Patienten mit einer Erkrankung zu nehmen."

Durch Einnahme von Zellen eines Patienten mit einer bestimmten genetischen Erkrankung, können die Forscher erstellen, eine Mini-Gehirn rund um das genetische Profil, das zur Erkrankung beigetragen. Die daraus resultierende Organellen würde bestimmten neurologischen Erkrankungen, modellieren die in Drogentests verwendet werden könnten. Studien, virale Infektionen, Trauma und Schlaganfall zu studieren haben bereits begonnen.

Es dauert nur etwa acht Wochen, um die Mini-Gehirne zu wachsen, und Hunderttausende von exakten Kopien können in jeder Charge hergestellt werden. Weniger als 100 können in der gleichen Petrischale angebaut werden.

Diese Kugeln von Gehirnzellen tun Dinge, die normale Gehirne zu tun. Sie haben vier Arten von Neuronen und zwei Arten von Zellen, nämlich Astrozyten und Oligodendrozyten, Letzteres unterstützen davon ist verantwortlich für die Erstellung von Myelin, eine Hülle, die für gesundes Nervensystem funktionieren unerlässlich ist. Die Labor-grown Mini-Gehirne ausgestellt auch spontane elektrophysikalische Tätigkeit, die mit einem Messgerät ähnlich der Funktionsweise EEG aufgezeichnet wurde.

Verwenden eine Reihe von Elektroden, konnten die Forscher untersuchen, wie die Neuronen auf bestimmte Medikamente reagiert. Hartung erzählte Gizmodo, dass spontane Elctrophysiological interzelluläre Kommunikation und Myelinisierung der Axone nie zuvor beobachtet worden.

Andere ähnliche Mini-Brains vorhanden, aber Hartungs ist die standardisierte – ein wichtiger Faktor beim Medikamente testen.

"Es gibt eine Handvoll solcher Modelle, die in den letzten zwei Jahren beschrieben," sagte er. "sie zeigen mehr Phantasie Hirnstrukturen, aber jede und jeder sieht anders aus, oft mit Zellen in der Mitte sterben wegen des Mangels an Sauerstoff, da sie keine Blutgefäße haben. Wir produzieren Hunderte von identischen Mini-Brains, jede Woche. Dies ist wichtig für die Prüfung und Vergleich der Substanzen. Sie haben genau die gleiche Größe unter einem kritischen Durchmesser."

Hartung will diese Modelle leicht zugänglich zu machen. Er ist die Anwendung für ein Patent auf die Mini-Gehirne, und er hat auch ein kommerzielles Projekt namens ORGANOME in den Werken. Im Idealfall wäre ein Forscher in der Lage, die Mini-Gehirne online bestellen und sie innerhalb einer Woche per Paketdienst geliefert. Und mit einem kommerziellen Unternehmen anstatt akademische Kanäle mit, er hofft, damit alles in diesem Jahr geschehen.

Per e-Mail des Autors auf [email protected] und folgen ihm @dvorsky.