Neuronen-Netzwerk auf dem Mikrochip entlarvt Giftstoffe
Mit einer neuen Methode können Wissenschaftler des ISAS schnell und einfach nach Stoffen mit neurotoxischer Wirkung suchen. Dazu nutzen sie ein Netzwerk aus Nervenzellen auf einem Mikrochip.
Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften (ISAS) haben eine schnelle Screening-Methode für Neurotoxine in Dortmund entwickelt: Die Arbeitsgruppe "Miniaturisierung für die Lebenswissenschaften" nutzte einen Mikrochip, um menschliche Nervenzellen in einem regelmäßigen Sechseck-Muster anzuordnen und sie zu einem Netzwerk zusammenwachsen zu lassen. Wurden die Zellen einem Nervengift ausgesetzt, so war diese Vernetzung gestört. Daraus konnten die Wissenschaftler die Neurotoxizität eines Stoffes ableiten. Jonathan West, der Projektleiter, hat die Methode "Network Formation Assay" (NFA) genannt.
"Die Bildung von Verbindungen zwischen Nervenzellen gehört zu den grundlegenden Prinzipien von Lern- und Erinnerungsvorgängen, und ihr Ausfall ist häufig ein klinisches Anzeichen für Neurotoxizität", erklärt Christoph van Thriel vom Leibniz-Institut für Arbeitsforschung (IfADo) in Dortmund, der an dem Projekt mitgewirkt hat. NFA stelle daher ein in vitro-Modell dar, das mit den Vorgängen im lebenden Organismus vergleichbar sei. Damit bietet die Methode einen Weg, neurotoxische Effekte von Chemikalien besser vorherzusagen und dadurch die Zahl notwendiger Tierversuche zu reduzieren.
Zusätzlich können die Forscher ein Nervengift-Screening mit NFA auf die Dauer von wenigen Stunden verkürzen. So ist es möglich, in kurzer Zeit eine große Zahl an Substanzen auf ihre neurotoxische Wirkung hin testen - eine Aufgabe, die besonders seit dem Inkrafttreten der EU-Chemikalienverordnung REACH aktuell geworden ist.
Jonathan West und seine Kollegen haben ihre Methode vor kurzem im Fachmagazin "Lab on a Chip" publiziert. Diesen Monat wurde die Studie noch einmal in den "Highlights in Chemical Technology" beleuchtet [siehe unten].
Quellen und Artikel:
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Janet Crombie: Neuron array advances toxicity testing. In: Highlights in Chemical Technology; Volume 10, 25 January 2010 URL: direct link
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Open Access Article: Jean-Philippe Frimat, Julia Sisnaiske, Subanatarajan Subbiah, Heike Menne, Patricio Godoy, Peter Lampen, Marcel Leist, Joachim Franzke, Jan G. Hengstler, Christoph van Thriel and Jonathan West: The network formation assay: a spatially standardized neurite outgrowth analytical display for neurotoxicity screening. In: Lab on a Chip; first published on the web 4th January 2010 DOI: 10.1039/b922193j URL: direct link
