Forscher des Karolinska-Instituts haben die umfangreichsten menschlichen Hirnzell-Atlanten gebaut, die bisher veröffentlicht wurden. Die Ergebnisse der beiden Projekte wurden in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht. Die Projekte geben Einblicke in verschiedene Hirnerkrankungen und versprechen zukünftige medizinische Fortschritte, darunter die Entwicklung neuer Krebsmedikamente. Im Rahmen der internationalen Human Cell Atlas Initiative wurden im ersten Projekt über drei Millionen individuelle Zellkerne von drei gespendeten menschlichen Gehirnen analysiert und mehr als 3.000 Zelltypen identifiziert. Die Forscher stellten fest, dass der Hirnstamm die größte Vielfalt von Neuronen aufweist, die möglicherweise an der Kontrolle angeborener Verhaltensweisen wie Schmerzreflexen, Angst, Aggression und Sexualität beteiligt sind. Im zweiten Projekt wurden über eine Million individuelle Zellkerne von 27 Embryonen in verschiedenen Entwicklungsstadien analysiert, um zu verstehen, wie sich das gesamte Gehirn im Laufe der Zeit entwickelt und organisiert. Die Forscher entdeckten, dass ein Glioblastom-Tumor, der unreifen Stammzellen ähnelte, spezifische Gene aktivierte und potenziell neue therapeutische Ansatzpunkte bot. Die Hirn-Atlanten werden frei zugänglich gemacht, um weltweit Vergleiche zwischen verschiedenen Hirnerkrankungen und normal entwickelten Gehirnen zu erleichtern. Die Forschung wurde durch Zuschüsse von den National Institutes of Health, der Knut und Alice Wallenberg Stiftung und der Erling-Persson Stiftung unterstützt.
Einführung
In diesem Artikel wird die bahnbrechende Forschung behandelt, die von Wissenschaftlern am Karolinska-Institut durchgeführt wurde, wo sie die bisher umfassendsten Atlanten von menschlichen Gehirnzellen erstellt haben. Die Studien liefern wertvolle Einblicke in verschiedene Gehirnerkrankungen und versprechen zukünftige medizinische Fortschritte, einschließlich der Entwicklung neuer Krebsmedikamente.
Das erste Projekt: Analyse erwachsener menschlicher Gehirnzellen
Das erste Projekt war Teil der internationalen Initiative Human Cell Atlas und umfasste die Analyse von über drei Millionen einzelnen Zellkernen aus drei gespendeten adulten menschlichen Gehirnen. Die Forscher identifizierten mehr als 3.000 Zelltypen und machten mehrere bedeutende Entdeckungen.
1. Vielfalt von Neuronen im Hirnstamm
Die Forscher stellten fest, dass der Hirnstamm die größte Vielfalt von Neuronen aufweist. Diese Neuronen spielen möglicherweise eine entscheidende Rolle bei der Kontrolle angeborener Verhaltensweisen wie Schmerzreflexe, Angst, Aggression und Sexualität.
2. Einblicke in Gehirnerkrankungen
Durch die Untersuchung der einzelnen Zellkerne erhielten die Forscher Einblicke in verschiedene Gehirnerkrankungen. Der umfassende Atlas ermöglicht es Forschern, verschiedene Gehirnerkrankungen zu vergleichen und potenzielle therapeutische Ansätze zu identifizieren.
3. Potenzial für neue Krebsmedikamente
Die Analyse erwachsener menschlicher Gehirnzellen lieferte auch wertvolle Informationen für die Entwicklung neuer Krebsmedikamente. Die Ergebnisse der Forscher könnten zur Entdeckung neuer therapeutischer Ansatzpunkte und Behandlungsansätze für Hirntumore führen.
Das zweite Projekt: Analyse der Gehirnentwicklung bei Embryos
Das zweite Projekt umfasste die Analyse von über einer Million einzelnen Zellkernen aus 27 Embryos in verschiedenen Entwicklungsstadien. Diese Forschung hatte zum Ziel, zu verstehen, wie sich das gesamte Gehirn im Laufe der Zeit entwickelt und organisiert.
1. Glioblastom-Tumore und Stammzellen
Während der Analyse der Gehirnentwicklung bei Embryos entdeckten die Forscher, dass Glioblastom-Tumore unreifen Stammzellen ähneln. Diese Erkenntnis hat bedeutende Auswirkungen auf potenzielle therapeutische Ansatzpunkte in der Behandlung von Hirntumoren.
2. Entschlüsselung der Komplexität der Gehirnentwicklung
Die Forschung beleuchtete den komplexen Prozess der Gehirnentwicklung. Durch die Untersuchung der Zellkerne von Embryos gewannen die Forscher ein tieferes Verständnis dafür, wie sich verschiedene Zelltypen während verschiedener Entwicklungsstadien bilden, wandern und organisieren.
Die Verfügbarkeit von Gehirnatlanten
Die Forscher am Karolinska-Institut haben die Gehirnatlanten frei zugänglich für Forscher auf der ganzen Welt gemacht. Die Zugänglichkeit dieser Atlanten erleichtert den Vergleich zwischen verschiedenen Gehirnerkrankungen und normal entwickelten Gehirnen. Diese gemeinsame Anstrengung wird das Verständnis von gehirnbezogenen Erkrankungen fördern und medizinische Fortschritte vorantreiben.
Finanzierung und Unterstützung
Die am Karolinska-Institut durchgeführte Forschung wurde durch Zuschüsse des National Institutes of Health, der Knut und Alice Wallenberg Foundation und der Erling-Persson Foundation unterstützt. Die finanzielle Unterstützung ermöglichte den Forschern, diese umfangreichen Studien durchzuführen und die Grenzen unseres Verständnisses des menschlichen Gehirns zu erweitern.
