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Medizin

Retinazellen aus dem Tintenstrahl-Drucker

Mittwoch, 18. Dezember 2013

Cambridge – Britischen Forschern ist es gelungen, Nervenzellen der Retina mit Hilfe eines Piezo-Druckers, wie er auch in Tintenstrahl-Druckern verwendet wird, auf einer Grundlage zu platzieren. Ihr in Biofabrication (2013; doi:10.1088/1758-5082/6/1/015001) vorgestelltes Verfahren könnte verwendet werden, um komplexe neuronale Netzwerke, wie sie in der Retina existieren, im Labor nachzubauen.

Die Retina des Auges ist ein feinstrukturiertes Netzwerk aus Sinneszellen, verschiedenen Neuronen und Epithelzellen. Sie verwandelt die aufgefangenen Photonen (oder Licht­wellen) nicht nur in Nervensignale. In der Netzhaut des Auges findet auch eine erste Verschaltung statt, bevor die Signale über den Sehnerven an das Gehirn weitergeleitet werden. Aufgrund ihrer überschaubaren Architektur ist die Retina zum Gegenstand einer regenerativen medizinischen Forschung geworden, die sich zum Ziel gesetzt hat, menschliche Organe im Labor nachzubauen.

Ein wichtiges Werkzeug sind Piezo-Drucker, deren Düsen einzelne Zellen an dem gewünschten Ort platzieren könnten. Eine wichtige Voraussetzung für die Verwendung der Drucker ist, dass die einzelnen Zellen den Weg vom Container, der mit einer Zellsuspension gefüllt wird, durch die enge Düse auch überleben. Dieser Nachweis ist jetzt einem Team um Keith Martin vom John van Geest Centre for Brain Repair der Universität Cambridge gelungen.

Trotz der Scherkräfte, welche die Zellen beim Durchtritt durch die Düse mit einem Durchmesser im Submillimeterbereich ausgesetzt werden, blieben die Zellen intakt. Die elektrischen Impulse, die beim Piezodruckverfahren zur Steuerung benötigt werden, scheinen auch die Funktion der Zellen nicht geschädigt zu haben. In Zellkulturen waren sie weiter lebensfähig und in der Lage, Dendriten auszubilden.

Das Team hatte die Experimente mit Ganglienzellen aus der Retina und Gliazellen des Nervensystems durchgeführt, die sie von Ratten gewonnen hatten. Martin ist zuver­sichtlich, dass die Zellen ihre Funktion in einem künstlichen retinalen Netzwerk erfüllen würden. Die Forscher wollen ihre Experimente demnächst mit den lichtempfindlichen Photorezeptoren fortsetzen.

Sollten sich auch diese mit dem Piezodrucker präzise platzieren lassen, könnte im Prinzip eine Netzhaut rekonstruiert werden. Voraussetzung für eine funktionierende Retina wäre allerdings, dass die einzelnen Zellen Kontakt zueinander aufbauen und nach einer etwaigen Transplantation in die Netzhaut einwachsen würden. Bis dahin dürfte es noch ein längerer Weg sein. Die jetzt publizierten Ergebnisse könnten der erste Schritt in diese Richtung sein. © rme/aerzteblatt.de

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