Blinde Ratten können wieder sehen, gelähmte Mäuse wieder laufen und Astronauten Medikamente im All anpflanzen – die Nerds waren fleißig. Unsere drei neuen Lieblingsstudien findet ihr hier.
Ärzte können Patienten mit chronischer Lähmung vielleicht bald zum Gehen verhelfen – im Mausmodell kann die Gehfähigkeit jedenfalls schon wieder hergestellt werden. Und das mit einer Erfolgsquote von 80 Prozent. Dieses Ziel erreichten Forscher der Universität Tel Aviv, indem sie in ihrer Studie menschliches Rückenmarksgewebe 3-dimensional herstellten und erfolgreich implantierten.
Dafür wurden Versuchsmäusen operativ spinale Halbseitenläsionen auf Höhe des Wirbel T10 verpasst, wobei die rechte Seite des Rückenmarks intakt blieb. Sechs Wochen nach dem Eingriff wurde die Narbe entfernt, und vier verschiedene Versuchskonditionen durchgeführt: Die Tiere erhielten entweder Kochsalzlösung (unbehandelt), die gezüchteten Zellen in Kochsalzlösug, Hydrogel ohne Zellen, oder die Zellen in Form der neuartigen 3D-Rückenmarksimplantate.
Schon früh zeigte sich das 3D-Modell am wirksamsten, indem es Entzündungen und gliale Narbenbildung verringerte sowie zur Förderung des Neuroschutzes und der axonalen Regeneration beisteuerte. Am siebten Tag beobachteten die Froscher dann bei den Implantat-Mäusen eine signifikant höhere Anzahl von Neuronen und neuralen Vorläuferzellen, welche regenerative Marker exprimierten. Nach vier Wochen zeigten sie morphologisch die beste Erhaltung und Wiederherstellung der verletzten Leitungsbahnen. Schließlich wurde bei den Tieren eine motorische und sensorische Erholung beobachtet. 80 Prozent der 3D-implantierten Mäuse konnten wieder eigenständig gehen und zeigten deutliche Besserungen in sensomotorischen Funktionsanalysen.
Durch ihr neuartiges 3D Neuronennetzwerk konnte die Forschungsgruppe um Prof. Tal Dvir eine passende Umgebung für synergistische Anreize und ein Grundgerüst für die neuronale Regeneration des Rückenmarks erzielen. Diese Technologie soll zukünftig in der Klinik eingesetzt werden, um verletzte Hirnareale des Menschen neu zu vernetzen. Das Ziel für die nächsten Jahre ist es, personalisierte Rückenmarksimplantate zu entwickeln, um verletzungsbedingt geschädigtes Gewebe ohne das Risiko einer Implantatabstoßung zu reparieren. Dazu bereiten sich die Forscher auf die nächste Phase der Studie vor: klinische Versuche an menschlichen Patienten.
Dieser Text ist in Zusammenarbeit mit Mertcan Usluer entstanden.
Du möchtest mehr Infos haben? Hier die Originalpublikation.
Wenn Astronauten im Weltraum reisen, können die dortigen Bedingungen verschiedenste Krankheiten auslösen – eine davon ist Osteoporose. Ein Aufenthalt in der Schwerelosigkeit stört das Gleichgewicht zwischen Wachstum und Resorption der Knochen und führt dazu, dass die Knochen eher abgebaut werden. Dadurch verlieren Astronauten an Knochenmasse. Behandelt werden kann das mit der Injektion von Parathormon (PTH) – das muss aber regelmäßig verabreicht werden.
Die Lösung: Salat. Forscher der University of California haben einen transgenen Kopfsalat entwickelt, der ein Fusionsprotein exprimiert, das PTH mit einem Teil eines menschlichen Antikörperproteins kombiniert. Das Fusionsprotein ist so konzipiert, dass es im Blutkreislauf stabil ist.
Im Idealfall würde das Medikament in einer oral verfügbaren Form vorliegen, sodass die Astronauten sich selbst mit PTH versorgen könnten, indem sie Salatblätter essen. Sollte das nicht funktionieren, könnten sie das Medikament immer noch aus den Pflanzen extrahieren.
Das Ganze bringt viele Vorteile: davon abgesehen, das die Injektion von PTH wegfallen würden, zeigen Erfahrungen, dass der Anbau von Nahrungsmitteln die Moral der Astronauten stärkt. Außerdem können sie sowohl Gewicht sparen – man müsste nur Salatsamen mitnehmen – als auch das Problem der Haltbarkeit von Medikamenten umgehen.
Die Ergebnisse der Studie wurden beim Kongress der American Chemical Society vorgestellt. Die zugehörige Pressemitteilung gibt's hier.
Eine dauerhafte Erblindung bedeutet für Patienten erhebliche Herausforderungen im Alltag und lässt dem zuständigen Arzt nur wenige Möglichkeiten zu helfen. Der Grund für die Erkrankung liegt meist bei Netzhautdegeneration, die mit einer fortschreitenden Verschlechterung und einem Funktionsverlust der Photorezeptoren einhergeht. Die Behandlungsmethoden sind mit invasiven Eingriffen, komplexen Implantationsoperationen oder riskanter Gentherapie verbunden.
Das will ein Forschungsteam der USC Viterbi School of Engineering nun ändern. Sie erforschen eine nicht-chirurgische Lösung, die das Sehvermögen mit Hilfe eines anderen der fünf Sinne wiederherstellen könnte: Schall.
Ein normales Auge wird bekanntlich durch Licht aktiviert. Wenn man bei geschlossenen Augen aber sanft auf den Augapfel drückt, erscheinen Formen und helle Flecken. Mit einem ähnlichen Prinzip kann die Ausübung von Druck auf das Auge Neuronen aktivieren und Signale an das Gehirn senden. In dieser Studie wurden die blinden Augen durch mechanischen Druck stimuliert, der durch Ultraschallwellen erzeugt wurde.
Die Studienergebnisse basieren auf Experimenten mit blinden Ratten. Um die Frage zu beantworten, was genau die Ratte durch die Ultraschallwellen wahrnehmen konnte, hat das Team die visuelle Aktivität direkt im visuellen Hirnbereich der Ratte gemessen. Daraufhin verglichen die Forscher die vom Gehirn aufgezeichneten visuellen Aktivitäten und die auf das Auge projizierten Ultraschallstimulationsmuster – sie waren vergleichbar.
Während das Team derzeit die Möglichkeiten der Ultraschalltechnologie für die Untersuchung des Sehvermögens analysiert, besteht das künftige Ziel darin, schärfere Bilder zu erzeugen und den Ultraschallwandler auf einer tragbaren Kontaktlinse zu installieren.
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Bildquelle: History in HD, Unsplash
