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Biologin Anna Monzel: Wissenschaft ohne Tierleid
Die Biologin Anna Monzel vom „Luxembourg Centre for Systems Biomedicine“ (LCSB) wurde als Nachwuchsforscherin ausgezeichnet für ihre Parkinsonforschung mithilfe von Hirnorganoiden, die Tierversuche überflüssig zu machen versprechen.

Biologin Anna Monzel: Wissenschaft ohne Tierleid

Foto: Julia Maria Zimmermann
Die Biologin Anna Monzel vom „Luxembourg Centre for Systems Biomedicine“ (LCSB) wurde als Nachwuchsforscherin ausgezeichnet für ihre Parkinsonforschung mithilfe von Hirnorganoiden, die Tierversuche überflüssig zu machen versprechen.
Panorama 1 4 Min. 23.11.2017

Biologin Anna Monzel: Wissenschaft ohne Tierleid

Das Kosmetikunternehmen Lush zeichnet jedes Jahr Wissenschaftler und Lobbyisten im Kampf gegen Tierversuche aus. Eine der diesjährigen Preisträger ist die Biologin Anna Monzel von der Universität Luxemburg.

von Julia Maria Zimmermann

Flaneuren durch die Luxemburger „Groussgaass“ wird Lush, ein Laden für Pflegeprodukte, längst aufgefallen sein. Die britische Kosmetikkette kann jedoch mehr als bonbonfarbene Badebomben und kuchenförmige Seifen herstellen: Das Unternehmen machte sich weltweit einen Namen als umweltbewusste, tierversuchsfreie und fair gehandelte Biomarke. Seit 2012 verleiht Lush, zusammen mit der britischen Verlags- und Forschungsgenossenschaft „Ethical Consumer“ Preise für besondere Verdienste um die Überwindung von Tierversuchen in den Kategorien Ausbildung, Lobby- sowie Öffentlichkeitsarbeit, Nachwuchsforschung und Wissenschaft.

Mit insgesamt 330 000 Pfund, umgerechnet rund 370 000 Euro, wurden in diesem Jahr 18 Preisträger in elf Projekten ausgezeichnet. Zum zweiten Mal in Folge geht einer der Preise nach Luxemburg: Die Biologin Anna Monzel vom „Luxembourg Centre for Systems Biomedicine“ (LCSB) der Universität Luxemburg wird als Nachwuchsforscherin ausgezeichnet und erhält ein Stipendium on Höhe von 10 000 Pfund, rund 11 000 Euro, für ihre Parkinsonforschung mithilfe von Hirnorganoiden, die Tierversuche überflüssig zu machen versprechen.

Organähnliche Gewebe

Monzels Team, der Arbeitsgruppe für „Developmental and Cellular Biology“ unter der Leitung von Jens Schwamborn, ist es in diesem Jahr gelungen, aus menschlichen Stammzellen der Haut eine dreidimensionale, hirnähnliche Gewebestruktur wachsen zu lassen. Die sogenannten induzierten pluripotenten Stammzellen zeichnen sich dadurch aus, dass sie dazu gebracht (induziert) werden können, sich zu allen Zellen des erwachsenen Körpers entwickeln zu können (pluripotent): Aus der gleichen Stammzelle kann so ein Hautgewebe entstehen, wie es in den ursprünglichen Spenderzellen der Fall war, aber eben auch neuronale Zellen, Vorläufer der Hirnzelle. Die Stammzellen wurden in Gewebe aus Protein eingepflanzt, ähnlich des Gewebes, in das die Zellen des menschlichen Körpers eingebettet sind, wo sie sich unter natürlichen Bedingungen weiterentwickeln konnten.

Dabei entstand eine Zellstruktur, die Monzel als „Organoid“ bezeichnet, eine Wortneuschöpfung, die beschreibt, dass es sich hierbei zwar nicht um ein richtiges Organ handelt, aber doch um ein Gebilde, das eine Reihe von organähnlichen Eigenschaften hat: Es ist komplex aufgebaut, selbstorganisierend, bildet also eigene Strukturen aus, und ist in der Lage, die Funktionen des entsprechenden Organs zu erfüllen, also etwa Hormone und andere biochemische Stoffe zu produzieren. Vom Aussehen her erinnere der Organoid jedoch eher an Froschlaich, erklärt Monzel lachend.

Die Gewebestruktur, die die LCSB-Forscher aus den neuronalen Vorläuferzellen erzeugt haben, ähnelt in ihrer Struktur und Funktionsweise einem Bereich im Mittelhirn, der aufgrund seiner Färbung als Substantia Nigra, (Schwarze Substanz), bezeichnet wird. Hier wird der Neurotransmitter Dopamin hergestellt. Mit Hilfe von Dopamin senden Nervenzellen Signale an andere Hirnregionen, unter anderem an jene, die für die Planung und Durchführung von Bewegungen zuständig sind. Kommt es zum Absterben der Dopamin erzeugenden Zellen, wie bei der Parkinson-Krankheit, wird der Informationsfluss im Hirn unterbrochen; die Folge sind Störungen der Motorik.

Der Durchbruch am LCSB ist bemerkenswert: Die Dreidimensionalität des Modells erlaubt eine Untersuchung der Interaktion zwischen den Zellen und zwischen Zelle und Umgebung, die zuvor nur beschränkt gegeben war. „Damit sind wir weitaus näher an den tatsächlichen Gegebenheiten als zuvor,“ bekräftigt Monzel.

Die Doktorandin, die an der Entwicklung maßgeblich beteiligt war und neben Lisa Smits und Kathrin Hemmer als Hauptautorin des Forschungsberichtes in der anerkannten Fachzeitschrift „Stem Cell Reports“ erscheint, kennt noch einen weiteren Vorzug: Er macht Tierversuche in diesem Bereich überflüssig.

Künftige Parkinsonforschung

Die Forschung neurologischer Erkrankungen wird bislang in erster Linie an Labortieren vorgenommen. Dazu werden den Tieren Nervengifte verabreicht, die Hirnzellen abtöten und parkinsonähnliche Symptome hervorrufen. So lassen sich Medikamententests durchführen, die die Wirkungsweise auf die Parkinsonerkrankung prüfen. Das Problem, neben der ethischen Komponente: Parkinson ist eine reine Menschenkrankheit, die bei Mäusen und Co. nicht natürlich vorkommt.

Von den Ergebnissen aus Tierversuchen lässt sich also nicht immer auf die Wirkungsweise beim Menschen schließen. Es ist sinnvoll, die Krankheit auch wirklich an menschlichen Hirnmodellen zu testen. Mit dem von Lush verliehenen Preisgeld wird Monzel Organoide aus Stammzellen von gesunden und an Parkinson erkrankten Menschen herstellen, und diese vor allem auf ihre noch ungeklärten Ursachen untersuchen: Ist es vielleicht möglich, dass die Hirnzellen von Parkinsonpatienten bestimmte Schutzbarrieren nicht aufweisen und darum auf Umweltgifte stärker reagieren?

Der große Vorteil für Monzel, neben dem Verzicht auf Tierversuche, liegt bei dieser Herangehensweise darin, den Patienten als Individuum erforschen zu können: „Bei Mäusen haben wir den genetischen Code der Maus. Hier haben wir den genetischen Code des Patienten, und der ist jeweils ganz individuell. Ein mit diesem Genpool erstelltes Organoid kann, in Übereinstimmung mit den jeweiligen Umweltfaktoren, die Entstehungsbedingungen und optimale Behandlung von Parkinson für jeden Patienten individuell bestimmen.“

Ähnlich wie die HuMiX-Forschungsgruppe unter der Leitung des letztjährigen Lush-Preisträgers Pranjul Shah arbeitet das Team um Jens Schwamborn an Organmodellen, die die Gesundheitsforschung für den Menschen optimieren und gleichzeitig den Einsatz von Tierversuchen überflüssig machen. Monzel ist überzeugt: „Da wird sich in den nächsten zehn Jahren ganz viel entwickeln.“



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Photo credit: Edinson Lucumi Moreno, LCSB