Durchbruch in der Entwicklung realistischer menschlicher Gehirnmodelle erzielt

Dank eines bedeutenden wissenschaftlichen Fortschritts ist es Forschern gelungen, menschliche Gehirnmodelle mit einer bislang unerreichten Realitätsnähe zu entwickeln. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Erforschung neurologischer Erkrankungen und die Entwicklung innovativer Therapien.

Neues Kapitel in der Modellierung des menschlichen Gehirns

Was im Labor lange ein ethisches Dilemma war, bekommt nun eine innovative Wendung: Dank einer Entwicklung der University of California Riverside ist die Erforschung des menschlichen Gehirns einen entscheidenden Schritt weiter. Im Zentrum dieser bahnbrechenden Arbeit steht das nur zwei Millimeter kleine System BIPORES – kurz für Bijel-Integrated PORous Engineered System –, das mit seiner besonderen Struktur neue Maßstäbe setzt.

BIPORES: Fortschritt durch maßgeschneiderte Zellträger

Das verwendete Material, ein speziell modifizierter Polyethylenglykol (PEG), dient nicht nur als Träger, sondern schafft eine außergewöhnliche Umgebung für die Kultivierung von Nervenzellen. Durch die Einbindung von Silica-Nanopartikeln und das gezielte Anpassen der Polymerstruktur entstand eine poröse Matrix, vergleichbar mit einer winzigen Schwammstruktur. Diese bietet den Zellen ideale Voraussetzungen, um sich zu verankern und in neuronalen Verbänden zu organisieren – und zwar so, wie es im menschlichen Gehirn zu beobachten ist. Die Besonderheit: Das Material macht zusätzliche Beschichtungen überflüssig und verringert damit experimentelle Störfaktoren.

Personalisierte Forschung ohne Tierversuche

Der eigentliche Durchbruch liegt jedoch in der Möglichkeit, aus menschlichem Blut oder Haut gewonnene Zellen auf BIPORES wachsen zu lassen. Damit wird es erstmals realistisch, patientenspezifische neuronale Modelle zu erschaffen und individuelle genetische Profile gezielt zu untersuchen. Mehrere Faktoren erklären diese Entscheidung:

• Krankheitsmechanismen wie bei neurodegenerativen Leiden können erstmals an authentischem Gewebe untersucht werden.
• Neue Therapien lassen sich erproben, ohne auf Tiermodelle angewiesen zu sein.
• Längere Beobachtungszeiträume eröffnen tiefergehende Einblicke in Reifung und Funktion menschlicher Nervenzellen.

Diese Entwicklung markiert einen bedeutenden Fortschritt sowohl aus wissenschaftlicher als auch aus ethischer Sicht.

Ausblick: Von neuronalen Netzwerken zum Gesamtorganismus?

Trotz noch bestehender technischer Hürden – insbesondere bei der Vergrößerung des Systems – zeigt sich das Forschungsteam überzeugt vom Potenzial ihres Ansatzes. Nicht nur für das Gehirn: Die Methode könnte auf weitere Organe wie die Leber übertragen werden und so die Grundlagenforschung nachhaltig verändern. Wie Projektleiterin Iman Noshadi betont, eröffnet dies einen neuen Zugang zur ganzheitlichen Betrachtung komplexer Krankheiten beim Menschen.