Labor-gewachsene Mini-Gehirne verursachen einen ethischen Aufruhr

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Dies ist eine Weiterentwicklung von Präsident Obamas milliardenschwerer Brain-Map-Initiative, die 2013 gestartet wurde. Genau wie die menschliche DNA „kartiert“ wurde, sollte das BRAIN-Projekt das menschliche Gehirn in Aktion untersuchen und genau herausfinden, wie es funktioniert. Zu den treibenden Kräften dahinter gehörten Transhumanisten, die Unsterblichkeit durch Wissenschaft suchen. ⁃ TN Editor

Schreiben Sie in der aktuellen Online-Ausgabe der Zeitschrift Stammzellen und EntwicklungForscher der San Diego School of Medicine der University of California beschreiben die Entwicklung einer schnellen und kostengünstigen Methode zur Herstellung von menschlichen kortikalen Organoiden direkt aus Primärzellen.

Experimentelle Studien zur Entwicklung der menschlichen Gehirnfunktion sind begrenzt. Die Forschung an lebenden embryonalen Probanden wird durch ethische Bedenken und die Fragilität des Gehirns selbst eingeschränkt. Tiermodelle imitieren oder rekapitulieren die menschliche Biologie und kognitive Funktion nur teilweise. Einzelzellstudien erfassen nicht die Komplexität neuronaler Netze.

In den letzten Jahren hat sich die Entwicklung von in vitro Menschliche Organoide - dreidimensionale, miniaturisierte, vereinfachte Versionen eines Organs, das aus umprogrammierten Stammzellen hergestellt wurde - haben es Wissenschaftlern ermöglicht, biologische Funktionen, Krankheiten und Behandlungen realistischer und detaillierter zu untersuchen.

 

"Und dazu gehört auch das Gehirn", sagte Dr. Alysson R. Muotri, Professor an der medizinischen Fakultät der UC San Diego für Pädiatrie und Zelluläre und Molekulare Medizin, Direktor des Stammzellenprogramms der UC San Diego und Mitglied des Sanford Consortium für Regenerative Medizin. „Zerebrale Organoide können eine Vielzahl von Gehirnregionen bilden. Sie weisen Neuronen auf, die funktionsfähig und zur elektrischen Erregung fähig sind. Sie ähneln der menschlichen kortikalen Entwicklung auf Genexpressionsniveau. “

Muotri gehört zu den führenden Unternehmen auf diesem Gebiet und hat den „Brain-in-a-Dish“ -Ansatz verwendet, um den ersten direkten experimentellen Beweis dafür zu liefern, dass das Zika-Virus dies kann schwere Geburtsschäden verursachen, um bestehende HIV-Medikamente einer seltenen, erbliche neurologische Störung um mit Neanderthalisierte „Mini-Gehirne“.

Die Herstellung von Organoiden des menschlichen Gehirns ist jedoch schwierig, zeitaufwendig und teuer. Sie erfordern hochentwickelte Werkzeuge und Know-how, um zunächst vom Menschen induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) zu generieren, die aus Hautzellen, sogenannten Fibroblasten, nahezu jede Art von Zelle werden und diese dann lenken können Diese iPSCs unterscheiden sich in die Vielzahl der miteinander verbundenen Zelltypen, aus denen ein Organ wie das Gehirn besteht.

In der neuen Arbeit beschreiben der leitende Autor Muotri und seine Kollegen eine neue, schnelle und kostengünstige Methode, um einzelne Körperzellen von Hunderten von Personen gleichzeitig direkt in kortikale Organoide umzuprogrammieren. Dazu haben sie mehrere Prozessschritte komprimiert und optimiert, sodass somatische Zellen nahezu gleichzeitig neu programmiert, erweitert und zu kortikalen Zellen stimuliert werden. Das Ergebnis ist ein kortikales Organoid, das sich mit nur geringfügiger Manipulation vollständig aus somatischen Zellen entwickelt, sagte Muotri.

"Wir haben ein Proof-of-Principle-Protokoll für einen systematischen, automatisierten Prozess zur Erzeugung einer großen Anzahl von Gehirnorganoiden erstellt", sagte Muotri. „Die potenziellen Verwendungsmöglichkeiten sind enorm, einschließlich der Schaffung großer Organoid-Repositories im Gehirn und der Entdeckung kausaler genetischer Varianten menschlicher neurologischer Zustände, die mit mehreren Mutationen von unbekannter Bedeutung verbunden sind, wie z. B. Autismus-Spektrum-Störungen. Wenn wir die Variabilität der menschlichen Wahrnehmung verstehen wollen, ist dies der erste Schritt. “

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