Zusammenfassung
Organoide sind 3-dimensionale Gewebe die im Labor aus Stammzellen hergestellt werden und die wichtigsten Zelltypen einzelner Organe beinhalten. Es gibt viele verschiedene Arten von Organoiden die Unterschiedliche Organe, wie zum Beispiel Gehirn, Leber oder Darm, nachstellen. Unser Ziel ist es mit Hilfe von Kleinhirn- und Großhirnorganoiden PCH2 im Labor nachzustellen. Mit einem guten Modell von PCH2 können wir dann herausfinden ob und wie sich Zellen mit PCH2 von gesunden Zellen unterscheiden. Da das Kleinhirn und später auch das Großhirn stark betroffen sind, konzentrieren wir uns aktuell auf diese Bereiche und wollen verstehen wie sich die Gehirnentwicklung und die Funktionalität der Nervenzellen im Gehirn unterscheiden.
Hintergrundinformationen
Um zu verstehen, welche zellulären Vorgänge zu Krankheiten führen, benötigen Forschende meist ein sogenanntes Krankheitsmodell. Das können Tiermodelle sein (wie z.B. Maus oder Fruchtfliege) oder seit einiger Zeit auch menschliche Gewebe, die künstlich im Labor hergestellt werden. Hierzu werden aus menschlichen Stammzellen, die von gesunden oder kranken Menschen stammen, mit einem speziellen Protokoll (das ist eine Art von Rezept) Gewebe generiert. Je nach „Zutaten“ erhält man unterschiedliche Gewebe, sogenannte Organoide. Diese sind 3-dimensional und beinhalten die wichtigsten Zelltypen eines Organs, wie zum Beispiel verschiedene Arten von Nervenzellen in Gehirnorganoiden. Diese Technik ist noch relativ neu, bietet aber viele Möglichkeiten, um Krankheiten zu erforschen, besonders solche, die nur bei Menschen auftreten und somit nur schwer in Tiermodellen untersucht werden können.
Gehirnorganoide werden in der Forschung eingesetzt, um Entwicklungsstörungen und auch degenerative Erkrankungen des Gehirns zu erforschen. Außerdem werden mögliche Wirkstoffe gegen verschiedene Krankheiten an ihnen getestet und sind mittlerweile sehr wichtig in der Grundlagen– und pharmazeutischen Forschung.
Bestandteile des Forschungsprojekts
Wir haben aus Hautzellen von drei PCH2-Kindern Stammzellen hergestellt und verwenden diese, um Gehirnorganoide herzustellen. Aktuell untersuchen wir die Unterschiede dieser PCH-Organoide zu Organoiden, die aus gesunden Zellen hergestellt wurden. Wir untersuchen diese Unterschiede auf unterschiedlichen Ebenen.
- Zum einen messen wir die Größe der Organoide und sehen, dass PCH-Organoide kleiner sind als die Kontrollen.
- Dann untersuchen wir die Zusammensetzung der Zellen in den Organoiden. Wir bestimmen die Anzahl und Anordnung verschiedener Zelltypen und auch hier sehen wir Unterschiede.
- Die letzte Ebene, die wir genauer untersuchen sind, Prozesse in den einzelnen Zelltypen, diese geben uns Hinweise darauf welche Abläufe in den Zellen durch PCH2 beeinträchtigt sind.
Diese Untersuchungen helfen uns die Entstehung von PCH2 zu verstehen.
Ausblick
Wenn wir verstanden haben welche Zelltypen am stärksten von PCH2 betroffen sind und welche Prozesse in diesen Zellen nicht richtig ablaufen, können wir an unserem Organoid-Modell Wirkstoffe testen um diese Abläufe wieder verbessern oder ganz reparieren zu können. Diese Erkenntnisse können dann Hinweise für mögliche Behandlungsmöglichkeiten von PCH2 geben.
Fazit
Um eine wirkungsvolle Therapie für PCH2 zu finden, müssen wir zunächst einige wichtige grundlegende Fragen klären. Stammzellen und Organoide können uns dabei eine große Hilfe sein. Ähnliche Modelle werden schon heute in der Forschung bei der Entwicklung von Wirkstoffen und Medikamenten erfolgreich eingesetzt.
