Gehirnorganoide helfen Forschern, werfen aber ethische Fragen auf: Schüsse

Querschnitt eines zwei Monate alten Gehirnorganoids, beobachtet unter einem Fluoreszenzmikroskop.

Institut Pasteur-SupBiotech/NASA

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Institut Pasteur-SupBiotech/NASA

Die Forschung zu Erkrankungen wie Autismus, Schizophrenie und sogar Hirntumor stützt sich zunehmend auf Ansammlungen menschlicher Zellen, sogenannte Gehirnorganoide.

Diese erbsengroßen Stücke Nervengewebe modellieren Aspekte der menschlichen Gehirnentwicklung, während sie über Monate und sogar Jahre in einem Labor wachsen. Außerdem bereiten sie vielen Menschen Unbehagen, zum Teil weil das Gehirn so eng mit unserem Selbstbewusstsein verknüpft ist.

Eine Gruppe von Wissenschaftlern, Ethikern, Patientenvertretern und Journalisten trafen sich für zwei Tage in Nordkalifornien, um zu diskutieren, wie Wissenschaftler und die Gesellschaft vorgehen sollten.

Unter den Fragen:

• Ist es in Ordnung, menschliche Organoide im Gehirn eines Tieres zu platzieren?
• Können Organoide Schmerzen empfinden?
• Können sie bewusst werden?
• Wer, wenn überhaupt, sollte diese Forschung regulieren?

„Wir sprechen von einem Organ, das den Sitz des menschlichen Bewusstseins bildet. Es ist der Sitz der Persönlichkeit und wer wir sind“, sagt er Insoo Hyunein Bioethiker am Museum of Science in Boston, der an dem Treffen teilnahm.

„Deshalb ist es sinnvoll, bei der Artwork der Experimente, die wir durchführen, besonders vorsichtig zu sein“, sagt er.

Gesellschaftliche Themen am Meer

Gastgeber der Veranstaltung struggle Dr. Sergiu Pașcaein bekannter Organoidforscher, dessen Labor an der Stanford College die Technologie zur Entwicklung nutzte eine mögliche Behandlung für eine seltene Ursache von Autismus und Epilepsie.

Organoide ermöglichen es Wissenschaftlern, Gehirnzellen und Schaltkreise zu untersuchen, die es bei Tieren nicht gibt. Pașca sagt.

„Zum ersten Mal haben wir die Möglichkeit, wirklich mit menschlichen Neuronen und menschlichen Gliazellen zu arbeiten“, sagt er, „und Fragen zu diesen wirklich mysteriösen Erkrankungen des Gehirns zu stellen.“

Aber Pașcas Arbeit hat manchmal wie sein Labor für öffentliches Unbehagen gesorgt einen menschlichen Schmerzweg nachgebildetUnd transplantiert eines menschlichen Organoids in das Gehirn einer Ratte.

„Natürlich gibt es Fragen ethischer und gesellschaftlicher Implikationen sowie religiöser Ansichten, die berücksichtigt werden müssen“, sagt er. Viele dieser Probleme wurden kürzlich in einem Bericht dargelegt Artikel von Pasca und anderen in der Zeitschrift Wissenschaft.

Um den nächsten Schritt zu tun, lud Pașca eine Gruppe in das Asilomar Convention Heart auf der Monterey-Halbinsel ein. Es ist der Ort, an dem sich 50 Jahre zuvor eine andere Gruppe traf, um das erste zu besprechen ethische Richtlinien für Gentechnik.

Die Organisatoren der Organoid-Veranstaltung hatten bescheidenere Erwartungen.

„Unser Ziel bei diesem Treffen struggle es, alle aus all diesen Bereichen zusammenzubringen und mit dem Brainstorming zu beginnen“, sagt Pașca.

Das passierte – bei formellen Sitzungen, Kaffeepausen, geselligen Zusammenkünften nach Feierabend und sogar bei Spaziergängen am Strand. Und die Teilnehmer brachten sehr unterschiedliche Perspektiven ein.

Risiko vs. Belohnung

Wissenschaftler und Patientenvertreter betonten bei dem Treffen häufig die Notwendigkeit, Fragen schnell zu beantworten und Heilmittel zu finden.

Bioethiker sprachen eher über die Bedeutung von Leitplanken, um sicherzustellen, dass Menschen der Umwandlung ihrer Zellen in Organoide zustimmen, und um jegliche Bemühungen zur Verbesserung des Gehirns von Tieren oder Menschen zu unterbinden.

Es bestand jedoch Einigkeit darüber, dass die Öffentlichkeit informiert werden muss.

„Wenn Menschen von der Hirnorganoidforschung hören, haben sie in der Regel eine übergreifende und durchaus berechtigte Frage an Wissenschaftler“, sagt er Alta Charoemeritierter Professor für Recht und Bioethik an der College of Wisconsin, Madison.

„Wie weit sind sie beim Bau von Organoiden, die tatsächlich etwas rekapitulieren können, was wir mit menschlichen Fähigkeiten assoziieren?“ sagt sie. „Sind wir an einem Punkt angelangt, an dem wir uns Sorgen machen?“

Wahrscheinlich noch nicht. Aber die Aussicht scheint näher zu kommen, da Wissenschaftler mehrere Organoide miteinander verbinden, um gehirnähnlichere Strukturen zu schaffen Assembloidesagt Charo.

Pascas Crew hat beispielsweise ein Netzwerk aus vier Organoiden aufgebaut, um den Weg zu modellieren, der Schmerzsignale zum Gehirn überträgt.

Das klingt beunruhigend, sagt Charo, es sei denn, man versteht, dass diesem Zellnetzwerk die Schaltkreise fehlen, um Schmerzen zu empfinden.

„Die bloße Existenz des Schmerzwegs reicht meiner Meinung nach aus, um in der Öffentlichkeit das Downside zu lösen, dass das Organoid oder das Assembloid leidet“, sagt Charo. „Und doch, wenn der Weg, der diese emotionale Abneigung ermöglicht, nicht existiert, dann gibt es kein Leiden.“

Und vorerst kein ethisches Downside.

Dennoch, sagt sie, sollten Forscher und Regulierungsbehörden wahrscheinlich nach vorne schauen und nicht warten, bis es ein tatsächliches Downside gibt.

Ein Wahrnehmungsproblem

Mehrere Teilnehmer warfen den Medien vor, die aktuellen Grenzen der Leistungsfähigkeit von Organoiden zu beschönigen und diese Zellhaufen als „Mini-Gehirne“ zu bezeichnen.

Diese Artwork der Berichterstattung hat einige Menschen zu der fälschlichen Annahme verleitet, dass es Labore gibt, in denen „Gehirne in einer Petrischale wachsen“, heißt es Guo-li Mingein Organoidforscher an der College of Pennsylvania.

Wissenschaftler müssen dieser Vorstellung entgegenwirken und erklären, wie die Organoidforschung Menschen mit lebensbedrohlichen Krankheiten hilft, sagt Ming.

Ihr eigenes Labor arbeitet beispielsweise daran, die Behandlung von Hirntumoren mithilfe von Organoiden anzupassen, die aus den eigenen Tumorzellen eines Patienten gewonnen werden. Dadurch können Ärzte sicherstellen, dass ein Krebsmedikament bei dem spezifischen Tumor des Patienten wirksam ist.

Ming glaubt auch, dass es noch zu früh ist, sich Gedanken über die Bewusstwerdung von Organoiden zu machen, denn „wir sind weit davon entfernt, die Gehirnaktivität echter Menschen nachzuahmen.“

Trotzdem brauchen Organoid-Wissenschaftler „auf jeden Fall einige Richtlinien“, sagt Ming, wegen der aktuellen Besorgnis der Öffentlichkeit und der Möglichkeit unangemessener Forschung in der Zukunft.

Neue Zellen, alte Probleme

Die ethischen und gesellschaftlichen Probleme im Zusammenhang mit Hirnorganoiden ähneln denen der Stammzellforschung vor mehr als 20 Jahren.

Damals gab es Bedenken, dass neuronale Stammzellen Tieren menschenähnliche kognitive Fähigkeiten verleihen könnten.

Es stellte sich heraus, dass diese menschlichen Zellen im Gehirn einer anderen Spezies nicht intestine funktionierten. Aber Organoide, die ursprünglich als Stammzellen entstanden sind, können im Gehirn von Tieren gedeihen und sich sogar in deren Schaltkreise integrieren.

„Was einst ein sehr heißes Thema in der Stammzellenforschung struggle, ist jetzt zurückgekommen“, sagt Hyun.

Hyun struggle Teil einer Gruppe, die vor fünf Jahren an Organoid-Richtlinien für die Worldwide Society for Stem Cell Analysis arbeitete, als der Bedarf an Aufsicht weniger dringend schien.

„Wir hatten eine abwartende Haltung“, sagt er, denn es struggle nicht klar, wie lange es dauern würde, bis die Organoid-Technologie besorgniserregend wird. „Wir sind ziemlich schnell auf den Punkt gekommen.“

Hyuns unmittelbares Anliegen ist der Schutz von Forschungstieren vor organoiden Experimenten, die Leiden verursachen könnten. Aber auf lange Sicht, sagt er, bedarf es möglicherweise Richtlinien und staatlicher Aufsicht, um sicherzustellen, dass die Organoidforschung den Menschen keinen Schaden zufügt oder sie in Angst und Schrecken versetzt.

Das Asilomar-Treffen deutet darauf hin, dass viele Wissenschaftler das wissen und Hilfe bei der Bewältigung dieser neuen wissenschaftlichen Grenzen benötigen.