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„Zerebrale Organoide“ : Was macht man mit so wenig Hirn?

Vergleichende Darstellung eines cerebralen Organoids (r.) mit dem sich entwickelnden Gehirn einer Maus (l.). Beide Bilder zeigen neuronale Stammzellen in rot und Neuronen in grün Bild: IMBA/Marko Repic und Madeline A. Lancaster

Die In-vitro-Schöpfung eines embryonalen Menschengehirns aus Stammzellen ist der Höhepunkt einer biotechnischen Kettenreaktion: Der züchterischen Planung und Kontrolle des Körpers steht bald nicht mehr viel im Weg.

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          Was macht man wohl mit einem erbsengroßen Gehirn, das in der Petrischale gewachsen ist? Oder sagt man besser: gezeugt wurde? Man staunt, das ganz sicher. Aber dann? Man könnte sich natürlich fragen, zu wem das wohl passt. Und wenn man hört, dass sich hinter dieser einmaligen Schöpfung der Geniestreich von ein paar österreichischen Biotechnikern verbirgt, dann fällt dem einen oder anderen dazu sicher auch eine unpassende Pointe ein. Aber ganz im Ernst: Dieses kleine Menschengehirn, das die charmante Madeline Lancaster und ihr Chef Jürgen Knoblich vom Wiener Institut für Molekulare Biotechnologie jetzt in der Zeitschrift „Nature“ präsentieren, ist alles andere als ein schlechter Scherz. Viel treffender wäre wohl die These: Das Erbsenhirn ist die Rache der Stammzellforscher an ihren Kritikern.

          Gehirngewebe neben entstehendem Netzhautgewebe (braun eingefärbte Region) bei einem cerebralen Organoid
          Gehirngewebe neben entstehendem Netzhautgewebe (braun eingefärbte Region) bei einem cerebralen Organoid : Bild: Madeline A. Lancaster/nature
          Joachim Müller-Jung
          Redakteur im Feuilleton, zuständig für das Ressort „Natur und Wissenschaft“.

          Für die dürfte es jetzt allmählich ungemütlich werden im Menschenpark der Anthropotechniker. Denn die Stammzellforschung startet nun offenbar voll durch in die dritte, räumliche Dimension. Aus Geweben werden Organe - sagen wir: Orgänchen oder, wie es wissenschaftlich heißt, „Organoide“. Allein in den vergangenen achtzehn Monaten sind in ihren Petrischalen und Bioreaktoren winzige Augenbecher entstanden und Netzhäute mit Sehzellen, es wurden Darm-Organoide hergestellt und menschliche Leberknospen, die sich nach der experimentellen Verpflanzung in Labormäuse nahtlos in den Blutkreislauf der Tiere einfügten, dort die Leberproteine bildeten und Stoffwechselfunktionen übernahmen.

          Die erste kontrollierte Schöpfung

          Nun also das Gehirn des Menschen; oder sagen wir: Teile eines ziemlich jungen Gehirns. Aber das ändert nichts. Aus einzelnen, jungfräulichen Zellen so etwas Komplexes wie das menschliche Gehirn auch nur näherungsweise nachzubauen ist und bleibt eine schier unglaubliche Geschichte aus der Hexenküche der neuen Zauberlehrlinge. Es ist der vorläufige Höhepunkt einer biotechnologischen Kettenreaktion.

          Gönnen wir uns also diese Geschichte, die als Science-Fiction begann und nun, nach ein paar Jahren Laborarbeit, als Reportage gelesen werden kann: Schauplatz ist das Campus Vienna Biocenter in der Wiener Dr.-Bohr-Gasse. Hier, in diesem gläsernen Palast der Biotechnik, in dem die jungen Leute selten gelangweilt in den hellen Fluren herumlungern, sondern die meiste Zeit an ihren Labortischen stehen, wurde ein Bioreaktor als Brutschrank für das Gehirn entwickelt. Kein Edelstahlbehälter, in den die Hirne als Massenprodukt passen würden, sondern ein stabiles helles Glas mit Deckel, in den ein weißer stumpfer Stift ragt: der Rührstab. Was er rührt in der rötlichen Flüssigkeit, ist nichts Magisches, kein alchemistisches Gebräu, sondern eine schlichte Nährlösung. Überhaupt hat der ganze Apparat nichts Spektakuläres zu bieten, kein Hightech. Und dennoch: Es ist der Lebensraum, in dem der Mensch zum ersten Mal die kontrollierte Schöpfung eines wenn auch noch rudimentären Gehirns geschafft hat.

          Bioreaktor-System zur Kultivierung der Organoide
          Bioreaktor-System zur Kultivierung der Organoide : Bild: IMBA/Magdalena Renner

          Zehn Monate lang gedeiht das rekonstruierte Miniorgan schon ohne Probleme in der Nährlösung, eingebettet in einen weißlichen Gewebeverband und umspült von der Nährlösung. Es ist ein Gehirn, das dem Stadium eines neun Woche alten Embryos entspricht. „Embryonal“: Hinter diesem Begriff verbirgt sich das Geheimnis dieser Schöpfung. Alles hatte angefangen mit embryonalen Stammzellen aus Amerika - jenen Zellen, die vor zehn, zwölf Jahren für eine gewaltige moralische Empörungswelle gesorgt und am Ende zur Verabschiedung des ersten deutschen Stammzellgesetzes im Jahre 2002 geführt haben. Das Besondere dieser Zellen ist ihre Herkunft. Sie stammen aus dem Innern von frühen, mit dem Auge noch kaum sichtbaren Retortenembryonen, die für die Stammzellforschung gespendet, aber am Ende eben auch vernichtet werden. Weil sie aber so enorm wandlungsfähig (pluripotent) sind und sich nach der Entnahme quasi beliebig vermehren lassen, haben die Biomediziner und Wissenschaftsorganisationen so vehement für die Arbeit an ebendiesen Stammzellen gekämpft.

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