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LCSB-Wissenschaftlerin erhält Lush Jungforscher-Preis

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Veröffentlicht am Dienstag, den 14. November 2017

Für die Entwicklung und künftige Anwendung eines dreidimensionalen Zellkulturmodells des menschlichen Mittelhirns hat Anna Monzel, Doktorandin am Luxembourg Centre for Systems Biomedicine (LCSB) der Universität Luxemburg, vor kurzem einen der diesjährigen Jungforscher-Preise der britischen Kosmetikfirma Lush erhalten. Mit diesem Preis zeichnet Lush junge Wissenschaftler aus, die daran arbeiten, Tierversuche in Forschung und Industrie künftig überflüssig zu machen. Dazu kann Monzels Modell beispielsweise in der Hirnforschung beitragen. Anna Monzel hat das Zellkulturmodell im Rahmen ihrer Doktorarbeit in der Developmental and Cellular Biology Gruppe von Prof. Dr. Jens Schwamborn entwickelt.

 

Ein dreiD-Zellkulturmodell des menschlichen Mittelhirns

Bei dem Modell handelt es sich um ein künstliches Miniatur-Gewebe, dessen Basis menschliche Hautzellen sind. In einem komplexen Prozess werden daraus zunächst so genannte induzierte pluripotente Stammzellen gewonnen. Diese wiederum können in alle Zelltypen des menschlichen Körpers umgewandelt werden. Unter speziellen Wachstumsbedingungen hat Anna Monzel aus den Stammzellen Gehirnzellen kultiviert und diese in einem weiteren aufwändigen Verfahren zu dreidimensionalen Gewebekulturen mit hirnähnlicher Struktur herangezüchtet. Die anschließenden Untersuchungen zeigten die Funktionsfähigkeit der Miniatur-Gewebe.

 

Reduzierung von Tierversuchen

Durch die Nutzung des 3-D-Modells entfallen in Schwamborns Gruppe viele Tierversuche. Gleichzeitig erweitern sich die Möglichkeiten bei der Erforschung neurodegenerativer Erkrankungen wie zum Beispiel Parkinson. „Die Gewebekulturen sind menschlichen Ursprungs. Deshalb sind die experimentellen Daten aus unserer Sicht vergleichbarer mit der Situation im Patienten, als das bei Experimenten mit Mäusen oder Ratten der Fall wäre“, betont Monzel. Überdies besitzen diese dreidimensionalen Strukturen Eigenschaften, die in klassischen flächigen Zellkulturen nicht beobachtet werden können. So enthalten die künstlichen Miniatur-Gewebe verschiedene Zelltypen, wie sie auch im menschlichen Mittelhirn zu finden sind. Mehr noch: Ebenso wie im Gehirn vernetzen sich die Zellen miteinander, tauschen Signale aus und stellen typische Stoffwechselprodukte des aktiven Mittelhirns her.

Die Forscher der LCSB-Gruppe um Schwamborn nutzen die 3-D-Kulturen bereits in mehreren Projekten – etwa um die Mechanismen aufzuklären, die zu Parkinson führen, um die Wirkung von Umwelteinflüssen auf die Entstehung der Krankheit zu untersuchen oder um neue Wirkstoffe zur Behandlung der Krankheit zu identifizieren. Weiterhin wurde das Patent zur Herstellung dieser Kulturen bereits von der Biotech Firma Braingineering Technologies SARL lizensiert, welche diese Modelle nun kommerziell anbietet.

 
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Die Ergebnisse hat die Developmental and Cellular Biology Gruppe zusammen mit Kollaborationspartnern in dem Fachjournal Stem Cell Reports veröffentlicht:
„Derivation of human midbrain-specific organoids from neuroepithelial stem cells“
Anna S. Monzel; Lisa M Smits; Kathrin Hemmer; Siham Hachi; Edinson Lucumi Moreno; Thea van Wuellen; Javier Jarazo; Jonas Walter; Inga Brüggemann; Ibrahim Boussaad; Emanuel Berger; Ronan M.T. Fleming; Silvia Bolognin; Jens C. Schwamborn.
(DOI: 10.1016/j.stemcr.2017.03.010)

Das Projekt wurde vom luxemburgischen Fonds National de la Recherche (FNR) im Rahmen der Programme CORE und AFR, der Universität Luxembourg, JPND Research sowie von der Europäischen Union im Rahmen des H2020-Projektes SysMedPD gefördert.

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Lush Prize 2017.