Stanford-Wissenschaftler züchten menschliches Hirngewebe in bioengineerten Mäusen

Biotechnische Veränderung der Nagetier-Großhirnrinde

Forscher der Stanford University haben eine Technik entwickelt, um große Mengen menschlichen Hirngewebes in lebenden Nagetieren zu züchten. In einer am 16. September 2026 in Nature veröffentlichten Studie veränderte ein Team unter der Leitung des Psychiatrieprofessors Sergiu Pașca Mäuse genetisch so, dass sie fast keine eigene Großhirnrinde oder keinen Hippocampus entwickelten. Die Großhirnrinde bildet die äußere Schicht der grauen Substanz, die Kognition, Sprache, Aufmerksamkeit und Entscheidungsfindung steuert, während der Hippocampus die Gedächtnisbildung verwaltet. Die Entfernung dieses Entwicklungsgewebes schaffte physischen Raum in den Schädeln der Nagetiere und verhinderte, dass native Mausneuronen die sich langsamer entwickelnden menschlichen Zellen verdrängen, die sich mindestens 20-mal langsamer entwickeln als Maushirnzellen.

Zellwachstum und funktionelle Integration

Um die Transplantate zu erzeugen, programmierte das Team menschliche Haut- und Blutzellen gesunder Spender in Stammzellen um und führte sie dazu, miniaturisierte dreidimensionale Strukturen, sogenannte kortikale Organoide, zu bilden. Die Wissenschaftler transplantierten diese Organoide kurz nach der Geburt der Mäuse. Im Laufe mehrerer Monate wuchsen vier Millionen menschliche Neuronen und nahmen mehr als 90 % der Großhirnrinde der Tiere ein. Die menschlichen Zellen teilten sich, organisierten sich in Schichten und stellten funktionelle Verbindungen im gesamten Maushirn und Rückenmark her. Scans zeigten, dass die resultierende Hirnarchitektur etwas unregelmäßig aussah, obwohl die Transplantate erfolgreich seltene Zelltypen produzierten, darunter von-Economo-Neuronen, die bei bestimmten Demenzen anfällig sind.

Verhaltenstests und medizinische Anwendungen

Etwa sechs Monate nach der ersten Operation bewerteten die Forscher die Tiere mit Bewegungstests in Tischarenen. Die biotechnisch veränderten Mäuse zeigten ähnliche Leistungen wie unveränderte Mäuse, ohne kognitive Verbesserungen oder veränderte körperliche Fähigkeiten. Pașca merkte an, dass das Modell einen direkten Zugang zu lebenden menschlichen neuronalen Netzwerken bietet, um genetische Veränderungen zu untersuchen, die mit Schizophrenie, Epilepsie, schwerem Autismus und Zerebralparese in Verbindung stehen.

Hier haben wir ein neues Modell, das es uns ermöglicht, Aspekte der menschlichen Gehirnfunktion auf eine Weise zu erfassen, die bisher nicht möglich war.

Ethische Aufsicht und Tierschutz

Die Studie hat Diskussionen unter externen Wissenschaftlern und Bioethikern über die Kognition von Tieren und die Standards des Labortierschutzes ausgelöst. Emily Jackson, Professorin für Rechtswissenschaften an der London School of Economics und Vorsitzende eines Berichts über neurale Organoide für den Nuffield Council on Bioethics, erklärte, dass eine genaue Überwachung erforderlich sei, um die langfristigen Auswirkungen auf die Nagetiere zu bewerten. Hongkui Zeng, Direktorin für Hirnforschung am Allen Institute, wies darauf hin, dass die Forscher künftige Schritte sorgfältig abwägen müssten, insbesondere wenn ähnliche Methoden an größeren Arten getestet würden.

Hongkui Zeng beschrieb den Wert der Plattform und wies auf künftige Überlegungen hin:

Es ist wirklich eine leistungsstarke Technologie, um menschliche Neuronen zu untersuchen und zu verstehen, wie sich menschliche Hirnschaltkreise in einer natürlicheren Umgebung bilden können.

Sarah Chan, Reader für Bioethik an der University of Edinburgh, wies auf die Herausforderung hin, die Erfahrungen von Tieren in der kognitiven Forschung zu bewerten:

Wie können wir wissen, wie es ist, eine dieser Mäuse zu sein? Und wie können wir das in der Art und Weise berücksichtigen, wie wir mit Labortieren umgehen?