Nervenzellen reifen auf Biochip

Biowissenschaftler der Universität Leipzig haben eine Technik entwickelt, mit der die Entwicklung von Stamm- zu Nervenzellen außerhalb des Körpers in Echtzeit beobachtet werden kann. Dazu lassen die Forscher die Zellen auf einen Biochip heranreifen.

Die Leipziger platzierten auf dem Biochip genetisch reprogrammierte Körperzellen, die sich zu Stammzellen entwickeln. Sie wurden über mehrere Wochen so beeinflusst, dass sie zu einem Netzwerk von miteinander korrespondieren Nervenzellen reiften.

Die Elektroden auf dem Chip liefern den Wissenschaftlern die Informationen über den Reifungsprozess der lebenden Zellen sowie über den Informationsaustausch zwischen den einzelnen Synapsen. Diese Vorgänge verlaufen auf dem Biochip ebenso wie bei der Gehirnentwicklung während der Embryonalentwicklung.

Erstmals haben sich damit Nervenzellen auf einem Biochip entwickelt – bisher geschah das in Zellkulturschalen. Dort müssen die Zellen für die Analyse jedoch abgetötet werden, was beim Biochip-Verfahren nicht nötig ist. Hier können der komplette Entwicklungsverlauf auf dem Chip abgebildet und die Zellen direkt beobachtet werden.

Neben dem wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn bietet das neue Verfahren Chancen für die Praxis bspw. der Pharma- und Kosmetikindustrie. Dort könnten die Entwickler die heilende oder auch toxische Wirkung bestimmter Wirkstoffe auf die humanen Zellen in Echtzeit testen. Sie könnten feststellen, wie viel von einer bestimmten Substanz zu einem kritischen Verlauf oder auch zu einer Heilung führt. Unter anderem neue Ansätze zur Therapie weit verbreiteter Gehirnerkrankungen wie Parkinson oder Alzheimer wären damit möglich.

Die Leipziger Forscher suchen nun Industriepartner, die bereit sind, in das Verfahren zu investieren.