Neuronale Blüte

• Was siehst du?
  Diese Zellstrukturen im Inneren eines Organoids des menschlichen Vorderhirns erinnern an Blütenfelder. Deshalb werden sie auch neuronale Rosetten genannt. Die kreisförmigen Anordnungen bestehen aus sich entwickelnden Zellen und bilden einen Teil der frühesten Architektur nach, die zu beobachten ist, wenn sich die Großhirnrinde zu formen beginnt.
• Blau: Zellkerne
  Grün: Neuronen und ihre Verzweigungen
  Rot: Neuronale Vorläuferzellen, junge Zellen, die sich zu Neuronen der Großhirnrinde entwickeln können

• Wo kommt das vor?
  Diese Strukturen haben sich in im Labor gezüchteten Organoiden gebildet, die aus humanen induzierten pluripotenten Stammzellen gewonnen wurden. Diese Organoide dienen als Modell für das dorsale Vorderhirn, den Bereich, aus dem ein Großteil der Großhirnrinde hervorgeht.

• Größe
  Diese Organoide können einen Durchmesser von etwa 2 Millimetern erreichen.
  ≈ etwa so groß wie ein Sesamkorn

• Was verrät uns diese Aufnahme?
  Schon während des Heranwachsens - auch in seinen frühesten Stadien - ist ein Gehirn bereits hochgradig organisiert. Junge Zellen ordnen sich zu charakteristischen Mustern an und bilden so heranreifende neuronale Strukturen, die ähnliche Mechanismen wie im echten Gehirn vorweisen. Durch die Nachbildung dieser Muster in Organoiden können Forschende einige der grundlegenden Schritte beobachten, die beim Aufbau der menschlichen Großhirnrinde eine Rolle spielen.

• Was ist das Besondere daran?
  Gehirn-Organoide können wichtige Funktionen bestimmter Regionen des menschlichen Gehirns im Kleinen nachbilden. Sie ermöglichen es den Forschenden, zu beobachten, wie sich Gehirnzellen entwickeln und organisieren, zu untersuchen, welche Veränderungen bei neurologischen Erkrankungen auftreten, und zu erforschen, wie Zellen auf potenzielle neue Behandlungsmethoden reagieren.

• Wie ist diese Aufnahme entstanden?
  Das Organoid wurde eingefroren und in dünne Scheiben geschnitten. Die Schnitte wurden auf Objektträger aufgebracht und mittels Immunfluoreszenz untersucht, einer Technik, bei der bestimmte Zellen und Strukturen mit fluoreszierenden Markern markiert werden. Das Bild wurde anschließend mit einem konfokalen Fluoreszenzmikroskop aufgenommen.

• Aufnahme: Eurac Research / Sara Pizzi – Zellbiologin

• Was wollen die Forschenden herausfinden?
  Bereits in seinen frühesten Entwicklungsstadien ist das Gehirn hochgradig organisiert. Junge Zellen ordnen sich zu charakteristischen Mustern an und bilden so Strukturen, aus denen Neuronen entstehen und heranreifen. Indem sie diese Muster in Organoiden nachbilden, können Forschende einige der grundlegenden Schritte beobachten, die beim Aufbau der menschlichen Großhirnrinde eine Rolle spielen.

Die Geschichte hinter dem Bild

Auf den ersten Blick könnten diese leuchtenden Strukturen wie Blumen wirken, die sich im Dunkeln entfalten. Tatsächlich handelt es sich jedoch um Gruppen junger Gehirnzellen, die sich zu neuronalen Rosetten anordnen – eines der charakteristischen Muster, die während der frühen Gehirnentwicklung zu beobachten sind. Diese organisierten Cluster sind Teil des Bauwerks der komplexen Architektur der Großhirnrinde. Durch die Nachbildung dieses Prozesses im Labor können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einige der frühesten Schritte beim Aufbau des menschlichen Gehirns beobachten.

Links

Winzige Klümpchen. Enormes Potenzial ⠀⠀⠀ Mit Organoiden die Parkinson-Krankheit erforschen