In-vitro-Modellierung des dopaminergen Systems in Organoiden

Unsere Gruppe ist daran interessiert, einerseits die normale Entwicklung des menschlichen Gehirns zu erforschen und andererseits zu verstehen, wie sich diese durch Krankheiten verändert. Eine große Herausforderung bei der Erforschung der Biologie und Krankheit von menschlichem Gewebe ist die Zugänglichkeit des Materials. Um dieses Hindernis zu überwinden wurde im Knoblich Labor eine neuartige bahnbrechende Technologie, die sogenannten Hirnorganoide entwickelt. Dieses 3 D Modellsystem wird aus menschlichen Stammzellen gewonnen und kann humanspezifische Aspekte der Gehirnentwicklung rekapitulieren. Die Verwendung von Organoiden ermöglicht uns die Modellierung von Erkrankungen, die das Nervensystem betreffen, und bietet somit das Potenzial, die Krankheitsforschung grundlegend zu verändern. In diesem Projekt wollen wir die Technologie der Hirnorganoide weiter vorantreiben, indem wir neurologische Krankheiten im Labor nachbilden, um diese fundamental verstehen zu können und letztlich die Entwicklung neuartiger Therapien zu ermöglichen. Wir stellen die Hypothese auf, dass der Austausch zwischen Zellen verschiedener Hirnregionen in unserem Modellsystem untersucht werden kann, was es zu einem wertvollen Instrument macht, um die Anfangsstadien einer bestimmten Hirnstörung zu untersuchen, bevor diese zu einer erkennbaren Pathologie wird. Um dies zu erreichen, werden wir Organoide erzeugen, die verschiedene Hirnregionen, die mit bestimmten Hirnkreisläufen verbunden sind, auf eine für die Entwicklung repräsentative Weise zusammenführen. Dadurch können wir zum ersten Mal neurologische Interaktionen zwischen diesen Regionen in einer Petrischale untersuchen. Dieses neue Organoidmodell wird es uns ermöglichen, krankheitsbezogene Aspekte eines neurologischen Schaltkreises zu untersuchen, auf den Suchtmittel und pharmazeutische Wirkstoffe besonders abzielen. Das vorgeschlagene Projekt wird die Pathologie neurologischer Erkrankungen im Labor nachbilden und damit weit über die bestehenden Modelle hinausgehen und ein innovatives menschliches Krankheitsmodell schaffen, das die bestehende Forschung zu diesen neurologischen Störungen verfeinern und ergänzen kann.