Synthetische Biologie – Fachgebiet im Grenzbereich
In meinem letzten Blogbeitrag habe ich über die Herstellung von Organen im 3D Drucker geschrieben, heute geht mein Bericht einen Schritt weiter…
Im Fachgebiet der synthetischen Biologie:
arbeiten Biologen, Chemiker und Ingenieure zusammen, um biologische Systeme zu erzeugen, die in der Natur nicht vorkommen. Der Biologe wird so zum Designer von einzelnen Molekülen, Zellen und Organismen, mit dem Ziel, biologische Systeme mit neuen Eigenschaften zu erzeugen.
Dabei werden verschiedene Strategien verfolgt:
- Künstliche, biochemische Systeme werden in Lebewesen integriert, die dadurch neue Eigenschaften erhalten.
- Entsprechend den biologischen Vorbildern werden schrittweise chemische Systeme so aufgebaut, dass sie bestimmte Eigenschaften von Lebewesen aufweisen
- Organismen werden auf ihre aller notwendigsten Systemkomponenten reduziert, die als eine Art „Gerüst“ dienen, um durch den Einbau von sogenannten bioparts biologische Schaltkreise zu erzeugen.
Den Grundstein für die Organoid-Entwicklung legten zwei Wissenschaftler Anfang des letzten Jahrzehnts am Wiener Institut für Molekularbiologie, Madeline Lancaster und Jürgen Knoblich.
Sie züchteten aus Stammzellen ein Mini-Gehirn in der Petrischale. Die millimeter-großen Zellhaufen bildeten erstaunlicher Weise eine dreidimensionale Gehirnstruktur nach, ungefähr vergleichbar mit dem Stand der Gehirnentwicklung eines Embryos zu Beginn der Schwangerschaft. Die unscheinbaren Gebilde produzierten bereits aktive Neuronen (Nervenzellen).
Die große Überraschung war, dass es funktionierte….
Mithilfe der Petrischale lässt sich viel über die Gehirnstruktur lernen, wie sich Neuronen (Nervenzellen) entwickeln oder absterben und wie sich Gehirnzellen vernetzen.
Da die Organoide aus den Stammzellen von Patienten gezüchtet werden können, lässt sich auch erforschen, wie sich die Nervenzellen von an Alzheimer oder Parkinson leidenden Menschen von denen gesunder Menschen unterscheiden.
Jetzt kommt es……
Wissenschaftler stellten sich die Frage:
Wenn es möglich ist, Stammzellen so zu programmieren, dass sie zu Mini-Organen heranwachsen, kann man sie nicht auch zu Spermien oder Eizellen programmieren?
Wenn sich jeder Schritt der Zellentwicklung nachvollziehen lässt, kann er auch im Labor nachgebaut werden.
Das ist der Kerngedanke der biologischen Biologie.
Der Durchbruch scheint nur eine Frage der Zeit zu sein.
In Japan gingen lebende Mäuse aus synthetischen Eiern hervor, die Forscher aus transformierten Stammzellen von Mäuseschwänzen produziert hatten.
Am Stammzellen-Institut der Harvard University versuchen die Forscher bereits Gen-Editing und Stammzellenforschung zu verbinden, um künstliche Reproduktionszellen zu erschaffen.
Stammzellen, die eher früher als später zu künstlichen menschlichen Embryonen führen werden…..
Die ersten Schritte sind getan……
(Auszüge aus: Wikipedia und Zukunftsmedizin, Thomas Schulz)