Gehirne aus dem Reagenzglas

17. Mai 2014, 10:32
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Die Chemikerin Madeline Lancaster züchtet Gehirngewebe mit medizinischem Nutzen

Wenn Madeline Lancaster die Tür zu ihrem Labor in der Wiener Dr.-Bohr-Gasse aufschließt und ihre Forschungsobjekte herzeigt, muss man an Bubbletea denken: eine orange Flüssigkeit, in der weiße Kügelchen von ein paar Millimeter Durchmessern herumwirbeln. Die Chemikerin züchtet dreidimensionale Strukturen von Gehirngewebe. Diese verfügen über keine Blutbahnen - daher schwimmen die Minigehirne in einer körpertemperierten Lösung, die alle Nährstoffe, die sie brauchen, enthält.

Es war eine Mischung aus wissenschaftlichen und persönlichen Gründen, welche die 31-jährige gebürtige Amerikanerin 2010 nach Wien brachte, um am Institut für Molekulare Biotechnologie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (IMBA) ihre Forschung fortzusetzen. Nach ihrem Chemiestudium in Los Angeles arbeitete Lancaster in ihrem PhD an der University of California in San Diego zu neuronalen Entwicklungsstörungen.

In ihrem Postdoc wollte sie weiterhin zu diesem Thema forschen. Zusammen mit ihrem Mann suchte sie nach einer Stadt in Europa, in der sie beide bestmöglich ihre Karrieren fortsetzen können - und dabei fiel die Wahl auf Wien.

Mit dem Umzug nach Europa änderte Lancaster auch die Methodik ihrer Forschung. Zuvor hatte sie Entwicklungsstörungen im Gehirn vor allem in Tierversuchen, speziell bei Mäusen, untersucht. Doch ihre Forschung führte sie zu Fragen, "wo wir von der Maus nichts mehr lernen können", sagt Lancaster. Als sie daher vor drei Jahren begann, dreidimensionale Minigehirne zu kreieren, "hielten das alle eher für verrückt".

Forschen an Minigehirnen

Bei der Herstellung von künstlichem Gewebe ist es viel einfacher, in zwei Dimensionen zu bleiben, etwa erleichtert das die Versorgung mit Nährstoffen. Doch viele wissenschaftliche Fragen können nicht anhand von flachem Gewebe beantwortet werden. Die dreidimensionalen Minigehirne können dazu beitragen, Entwicklungsstörungen im richtigen Gehirn zu erforschen, etwa bei Krankheiten wie Schizophrenie, Autismus oder Alzheimer, und darauf basierend neue Medikamente zu entwickeln.

Ausgangspunkt für die Erzeugung der Minigehirne sind menschliche embryonale Stammzellen und induzierte Stammzellen. In einem Prozess der Selbstorganisation formieren sich diese zu dreidimensionalen Gewebestrukturen. Die heranwachsenden Minigehirne sind aber nicht ident - zwar verfügen alle über eine Großhirnrinde, doch nur manchmal bildet sich ein Hippocampus oder sogar eine Netzhaut. Da die Minigehirne in vitro im Reagenzglas heranwachsen, eignen sie sich nur dazu, sehr frühe Entwicklungsstadien des Gehirns zu modellieren. Höhere Gehirnfunktionen wie kognitive Fähigkeiten können damit nicht nachgestellt werden.

Dass die Entwicklung dreidimensionaler Gehirnmodelle letztlich gelang, dafür wird Lancaster am 22. Mai in Heidelberg mit einem der renommiertesten Preise auf dem Gebiet der Biomedizin ausgezeichnet: Sie erhält den mit 15.000 Euro dotierten Eppendorf Award for Young European Investigators - als zweite Preisträgerin aus Österreich. Er ist einer der seltenen Wissenschaftspreise, die nicht an die Forschung gebunden sind, sondern die Preisträger persönlich für sich nutzen können. Lancaster will das Preisgeld ihrer einjährigen Tochter vermachen. (Tanja Traxler, DER STANDARD, 14.5.2014)

  • Madeline Lancaster erhält den renommierten Eppendorf Award.
    foto: imba

    Madeline Lancaster erhält den renommierten Eppendorf Award.

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