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Neue Forschungsergebnisse vom MDC
Die Gewebemacherin
Mina Gouti erschafft dreidimensionale Zellstrukturen aus Stammzellen, die echtem Gewebe im menschlichen Körper ähnlich sind. Die Organoide eignen sich, um neue Medikamente für neuromuskuläre Erkrankungen zu testen und personalisierte Therapien für schwerkranke Patient*innen zu entwickeln.
Das Pre-GoBio-Programm des MDC fördert Goutis Idee, Bioreaktoren für die Erzeugung von Organoiden in größerem Maßstab einzusetzen. Darin wachsen bis zu 200 der weißen Kügelchen auf einmal in Nährflüssigkeit und können älter als in den Petrischalen werden.
© Pablo Castagnola / MDC
Dr. Mina Gouti wiegt die Petrischale in der Hand, dass die kleinen weißen Kügelchen in der rosafarbenen Flüssigkeit umherschwappen. Sie schaut sie fürsorglich an. Vor einem Monat hat ihre Mitarbeiterin die Organoide zum Leben erweckt, seither sind sie auf gut einen Millimeter angewachsen. „Am Anfang bekommen sie jeden Tag Nährstoffe, damit sie zufrieden sind, später alle zwei oder drei Tage“, sagt Gouti und legt die Schale mit den Organoiden behutsam zurück in den Brutkasten, der die Temperatur bei behaglichen 37 Grad hält, wie im menschlichen Körper. „Wenn wir gut auf sie Acht geben, können sie sechs Millimeter groß werden und bis zu zwei Jahre alt.“
Mit Herzschrittmacher das iPhone einfach umdrehen
Apple empfiehlt, zwischen einem iPhone 12 oder 13 und einem Herzschrittmacher 15 Zentimeter Sicherheitsabstand einzuhalten. Menschen mit Implantat sind deswegen besorgt. Dass ihre Angst unbegründet ist, zeigt eine Untersuchung der MDC-Arbeitsgruppe von Thoralf Niendorf mit Forscher*innen der Charité.
Sie haben mit Dr. Florian Blaschke und Dr. Philipp Lacour von der Charité – Universitätsmedizin Berlin untersucht, wie groß der Sicherheitsabstand zwischen einem iPhone 12 und einem Herzschrittmacher sein sollte. Zu welchem Ergebnis sind Sie gekommen?
Thoralf Niendorf: Zunächst ein paar Worte zum Hintergrund unserer Studie: Die FDA, also die US-amerikanische Zulassungsbehörde für Arzneimittel und Medizinprodukte, warnt, dass die iPhones 12 und 13 eine Gefahr für Menschen mit implantierbaren elektronischen Geräten (Cardiac Implantable Electronic Device, CIED) wie einem Herzschrittmacher oder Kardioverter-Defibrillator sind. Apple selbst empfiehlt, zwischen einem CIED und einem iPhone mindestens 15 Zentimeter Abstand einzuhalten. Denn in den Smartphones dieser Generation ist ein Ringmagnet eingebaut, der das Handy auf der Ladestation fixiert und das kabellose Laden ermöglicht.
Es gibt Befürchtungen, dass dieses Magnetfeld die Funktion der CIEDs beeinträchtigen könnte. Die Hersteller müssen im Zulassungsprozess belegen, dass die Herzschrittmacher oder Kardioverter-Defibrillatoren Magnetfeldstärken bis zu einem Millitesla tolerieren. Wir wollten wissen, ab welchem Punkt die Ringmagneten der Handys diese Ein-Millitesla-Grenze überschreiten, die Funktion der CIEDs beeinträchtigen und sie in den Nullzustand zurücksetzen. Wenn die Vorderseite des Handys in Richtung des CIEDs zeigt, erreicht das Magnetfeld die Ein-Millitesla-Linie in etwas mehr als einem Zentimeter Abstand. Der Magnet ist allerdings auf der Rückseite des Handys verbaut. Dort ist das Magnetfeld etwas stärker und reicht bis zu 17 Millimeter Abstand an die Ein-Millitesla-Linie heran.
Eine detaillierte Genschalterkarte des Zebrafischs
Der Zebrafisch ist ein wichtiger Modellorganismus – etwa um Erbkrankheiten zu untersuchen. Ein Team um Uwe Ohler berichtet nun in „Cell Genomics“ und „Nature Machine Intelligence“ von Hochdurchsatz-Experimenten und KI-Methoden, mit denen eine bislang einzigartige Karte seines Genoms gelang.
Äußerlich unterscheiden sich Zebrafisch und Mensch grundlegend. Gleichwohl ähneln sich rund 70 Prozent ihrer Gene – darunter viele, die Krankheiten auslösen können. Deshalb ist das Tier ein beliebter Modellorganismus. Etliche Beobachtungen, etwa bezüglich seiner Embryonalentwicklung, lassen sich auf den Menschen übertragen. Die allermeisten Gene, die dabei eine Rolle spielen, sind bekannt. Anders sieht es bei Sequenzabschnitten innerhalb der DNA-Moleküle aus, die das jeweilige Gen regulieren. „Gewissermaßen sind das Schalter, die das Gen zum richtigen Zeitpunkt, an der richtigen Stelle oder durch ein passendes Signal aktivieren“, erklärt Professor Uwe Ohler vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in der Helmholtz-Gemeinschaft (MDC), der am Berlin Institute for Medical System Biology (BIMSB) des MDC eine Arbeitsgruppe leitet.
Immer Richtung Arterien
Wie ein neues Blutgefäß den passenden Durchmesser erhält, war bisher unbekannt. Ein Team um den MDC-Forscher Holger Gerhardt berichtet jetzt im Fachblatt „Development“, dass eine zielgerichtete Wanderung neu gebildeter Zellen von den Venen in Richtung Arterien entscheidend dafür ist.
Auf einer Länge von etwa 150.000 Kilometern bilden die menschlichen Blutgefäße ein weit verzweigtes Netz, das jede noch so entlegene Stelle des Körpers mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt. Je weiter sich die vom Herz wegführenden Gefäße verästeln, desto feiner werden sie. Während die Hauptschlagader, die Aorta, einen stolzen Durchmesser von rund drei Zentimetern besitzt, beträgt dieser bei den kleinsten Kapillaren nur noch ein paar Mikrometer.
Ähnlich sieht es auf dem Weg zurück zum Herzen aus. Zwar liegt der Durchmesser der kleinen Venolen, die das sauerstoffarme Blut transportieren, bereits im zwei- bis dreistelligen Mikrometerbereich. Bei den beiden Hohlvenen aber, die ins Herz münden, beträgt er zwei Zentimeter.
