Samstag, 14 Januar 2017 23:19

Wyss-Institut: Multiregionales Brain-on-a-Chip-Modell zum Studium vom Schizophrenie Empfehlung

Wissenschaftler der Harvard University haben ein multiregionales Brain-on-a-Chip-Modell entwickelt, das die Verbindungen zwischen drei verschiedenen Regionen des Gehirns modelliert. Die Forscher wollen damit untersuchen, wie sich Erkrankungen wie z. B. Schizophrenie gleichzeitig auf die verschiedenen Gehirnregionen auswirken.

Die Wissenschaftler des Wyss-Institutes for Biologically Inspired Engineering und der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) schufen Amygdala, Hippocampus, präfrontalen Kortex sowie deren Nervenzellverbindungen auf einem Mikrochip. Hauptangriffspunkt mancher Erkrankungen, so Postdoc Ben Maoz von der Disease Biophysics Group der SEAS, seien die Nervenverbindungsstrukturen zwischen den einzelnen Hirnregionen.

Bei ihren Untersuchungen stellte das Wissenschaftsteam fest, dass sich zwischen den verschiedenen in-vitro-Hirnregionen die Anteile der einzelnen Nervenzelltypen innerhalb einer Region, deren Stoffwechsel, Proteinexpression sowie deren elektrische Aktivität stark unterschieden. Die Forscher untersuchten daraufhin, inwieweit sich diese Nervenzellen verändern, wenn sie miteinander kommunizierten. Dafür kultivierten sie die Hirnregionen unabhängig voneinander und ließen die Zellen dann Verbindungen zueinander ausbilden, indem sie sie dazu über auf dem Chip aufgebrachte "Guidance"-Signalwege "motivierten". Hiernach maßen sie wiederholt elektrische Aktivität und Zelltypzusammensetzung und fanden auffallende Veränderungen, als die Zellen in Kontakt mit Nervenzellen anderen Hirnregionen traten.

Dies zeige, wie wichtig es sei, bei der Untersuchung neurologischer Erkrankungen, die Verbindungsbereiche verschiedener Hirnregionen beeinflussen, diese in einem invitro-Modell zu berücksichtigen, so Postdoc Maoz in der Pressemitteilung des Wyss-Instituts.

Das Modell sei geeignet, verschiedene Erkrankungen wie Drogenabhängigkeit, posttraumatische Belastungsstörungen und traumatische Hirnverletzungen zu untersuchen.

Das Wissenschaftsteam hat ihr Modell im Journal of Neurophysiology vorgestellt:
Stephanie Dauth, Ben M Maoz, Sean P Sheehy, Matthew A Hemphill, Tara Murty, Mary Kate Macedonia, Angie M Greer, Bogdan Budnik, Kevin Kit Parker (2016): Neurons derived from different brain regions are inherently different in vitro: A novel multiregional brain-on-a-chip. DOI: 10.1152/jn.00575.2016

Quelle und weitere Informationen:
https://wyss.harvard.edu/multiregional-brain-on-a-chip/
https://wyss.harvard.edu/team/core-faculty/kevin-parker/