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Ethik in der Forschung : Braucht dieses Hirn einen Vormund?

  • -Aktualisiert am

„Minihirn“ in Petrischale, von Autismus-Forschern der Yale University gezüchtet. Reife Nervenzellen leuchten grün. Bild: Jessica Mariani

Minihirne im Labor, Chimären und Gewebekulturen: Mit den rasanten Fortschritten der Hirnforschung kommt eine wichtige ethische Frage auf: Wie umgehen mit den Forschungsobjekten?

          George Church von der Harvard Medical School in Boston ist dafür bekannt, dass er das Wort „unmöglich“ nicht kennt, solange die Experimente mit den Regeln der Naturgesetze im Einklang stehen. Church ist einer der einflussreichsten Molekularbiologen der Welt. Er forderte unlängst zusammen mit sechzehn weiteren Wissenschaftlern, Ärzten, Bioethikern und Juristen in der Fachzeitschrift „Nature“ eine Debatte darüber, welcher Schutz den im Labor erzeugten Schöpfungen aus Hirnzellen zusteht und wie mit Tieren umzugehen ist, deren Gehirne Anteile aus menschlichen Stammzellen enthalten.

          Wo fängt Schmerz an?

          Die Fragen, die die Gruppe umtreibt, sind weitreichend. Welchen ethischen und juristischen Status hat ein primitives, aus menschlichen Stammzellen hervorgebrachtes Gehirn in der Petrischale? Ab wann kann eine solche Schöpfung Schmerz empfinden, und ab wann ist sie sich ihrer selbst bewusst? Und: Läuft die Wissenschaft Gefahr, Schöpfungen, die einen wichtigen Schritt in Richtung Menschsein getan haben, für Versuchszwecke zu missbrauchen?

          Hirnzellen sind programmierbar. Weiß sind in dem Gewebeschnitt frische Nervenzellen, grün sind Gliazellen.

          Je näher ein im Labor hervorgebrachter, zellulärer Gehirnersatz einem funktionierenden menschlichen Gehirn kommt, desto problematischer wird die Forschung in ethischer und rechtlicher Hinsicht. Derzeit sind die Schöpfungen zwar noch äußerst primitiv, aber die Entwicklung verläuft rasant. Die Gruppe um Church, Nita A. Farahany von der Duke University und Henry T. Greely von der Stanford University wünscht sich Richtlinien für diese Forschung, die allerdings die Neugierde der Wissenschaftler nicht allzu beschränken sollten. Kritisch sind offenbar drei Forschungsgebiete, die Arbeit mit Hirn-Organoiden, die Erzeugung von chimären Gehirnen aus tierischen und menschlichen Zellen und die Kultivierung von größeren Mengen an Gehirngewebe.

          Nachbildungen, die auf Reize reagieren

          Hirn-Organoide gehen aus Stammzellen hervor. Mit Hilfe der entsprechenden Wachstums- und Differenzierungsfaktoren können menschliche Stammzellen in verschiedene Nervenzelltypen und in Gliazellen verwandelt und derart angeordnet werden, dass ein primitives, dreidimensionales Aggregat entsteht, das einer einzelnen Gehirnregion in Ansätzen ähneln kann. Mehrere Hirn-Organoide können dann zu sogenannten Hirn-Assembloiden zusammengefügt werden, also zu komplexeren, dreidimensionalen Strukturen. Die Wissenschaftler nutzen diese Schöpfungen, um neuronale Schaltkreise zu untersuchen und einzelne Schritte der Hirnentwicklung nachzuvollziehen.

          Die größten Hirn-Organoide haben derzeit einen Durchmesser von vier Millimetern und bestehen aus zwei bis drei Millionen Zellen. Ein menschliches Gehirn hat ein Volumen von rund 1350 Kubikzentimetern und 86 Milliarden Nervenzellen. Hirn-Organoide zur Untersuchung von Krankheitsmodellen für Schizophrenie und Autismus gibt es bereits. Die Forscher sind auch dabei, Schöpfungen zu entwickeln, die äußere Reize wahrnehmen und an die richtigen Schaltstellen weiterleiten. Spätestens dann wird man an der Frage nach möglichen Empfindungen nicht mehr vorbeikommen.

          Mit menschlichen Zellen versetzte Tierhirne

          Ethisch und juristisch relevant ist auch die Arbeit mit Hirn-Chimären, also den Gehirnen lebender Tiere, die sowohl aus tierischen und menschlichen Zellen bestehen. Erzeugt werden sie, indem entweder humane Stammzellen oder bereits ausdifferenzierte menschliche Hirnzellen während der Embryonalentwicklung oder nach der Geburt in das Gehirn von Mäusen, Ratten oder Schweinen injiziert werden. Chimäre Gehirne hätten den großen Vorteil, dass sie den menschlichen Hirnzellen eine natürlichere Umgebung böten als eine Petrischale, schreibt die Gruppe in „Nature“.

          Mäuse, denen man menschliche Gliazellen ins Gehirn transplantiert habe, hätten zum Beispiel bestimmte Testaufgaben besser gelöst als ihre Artgenossen ohne menschliche Hirnzellen, so die Gruppe weiter. Es gibt auch bereits Mäuse mit einem chimären Gehirn zur Erforschung der Parkinson-Krankheit.

          Rückschlüsse auf menschliche Erinnerung?

          Die Gruppe verweist auch auf die großen Fortschritte, die in den vergangenen Jahren bei der Kultivierung von Hirngewebe gemacht worden sind. Das bei Operationen zur Behandlung eines Hirntumors oder einer Epilepsie entfernte Gewebe kann heute über Wochen in Kultur genommen werden, ohne dass die Hirnzellen dabei ihre Funktion einbüßen. Die Wissenschaftler nutzen das kultivierte Gewebe, um neuronale Schaltkreise zu untersuchen.

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