© Uwe Hentschel

Sònia Sabaté Soler ist auf dem Gebiet der Parkinson-Forschung aktiv

30 Doktoranden haben sich der Aufgabe gestellt. Sie hatten drei Minuten Zeit, um den Inhalt ihrer Doktorarbeit möglichst anschaulich und auch unterhaltsam zu erklären. Denn darum geht es beim Wettbewerb 3MT (Three Minutes Thesis) von LuxDoc, bei dem unter diesen 30 Teilnehmern die drei besten ermittelt wurden. Und eine davon ist Sònia Sabaté Soler.

Sònia, du forschst an sogenannten Organoiden des Mittelhirns. Was muss man sich darunter vorstellen?

Organoide sind Zellkulturen, die aus Gewebe- oder Stammzellen gezüchtet werden und eine organähnliche Mikrostruktur aufweisen. Mit ihrer Hilfe lassen sich die komplexen Anordnungen und Interaktionen von Zellen im dreidimensionalen Raum untersuchen. Wir arbeiten mit solchen 3D-Zellmodellen im Bereich der Parkinson-Forschung. Sie reflektieren die Umgebung im Gehirn besser als zwei-dimensionale Zellkulturen. Mein Fokus richtet sich darauf, das Modell, mit dem wir arbeiten zu optimieren. Konkret geht es dabei um ein Mini-Modell des Mittelhirns mit dreidimensionalen Strukturen, das gerade mal einen Millimeter groß ist.

Eurer Mini-Hirn besteht also aus allen Zellen, die auch im echten Gehirn vorkommen?

Nicht exakt. Im menschlichen Gehirn haben wir unterschiedliche Arten von Nervenzellen, die das Grundgerüst bilden. Darüber hinaus gibt es aber auch noch viele andere Zellkomponenten. Die Organoide, mit denen wir arbeiten, bestehen bislang nur aus den Nervenzellen sowie zwei weiteren Zellarten. Sie enthalten aber keine Blutgefäße und auch kein Immunsystem. Das liegt daran, dass diese Mini-Gehirne aus einer Zellkultur gezüchtet werden, deren Weg bereits vorgegeben ist. Es entsteht also eine bestimmte Form von Nervenzellen, eine Art Zellschicht, bei der aber die Blutgefäße oder aber die Immunzellen nicht mitentwickelt werden. Die Zellkultur ist nicht in der Lage, das zu machen, weshalb wir künstlich nachhelfen müssen. Wir bringen die Immunzellen also dazu, in dieses System einzudringen.

In meiner PhD-Arbeit beschäftige ich mich mit den Mikroglia-Zellen und deren Implementierung in das System. Mikroglia-Zellen sind Immunzellen im zentralen Nervensystem, also auch dem Gehirn. Sie werden aus den gleichen Stammzellen generiert, mit denen wir auch die Organoide herstellen. Wenn wir diese in das Modell einfügen, können wir herausfinden, was mit Mikroglia bei Parkinson passiert. Mit einem Modell, das Mikroglia beinhaltet, können wir so die Entzündung bei Parkinson erforschen. Nachdem das Ergänzen dieser Immunzellen in den Organoiden inzwischen weitestehend erfolgreich war, arbeite ich auch bereits an einem weiteren Projekt, bei dem es darum geht, auch die Blutgefäße zu implementieren. Wir sind also dabei, dass Modell immer realistischer zu machen. So könnte es dann auch für andere Bereiche des Gehirns oder aber die Erforschung anderer neurologischer Krankheiten verwendet werden.

Und ist die Interaktion der Zellen im Modell die gleiche wie im echten menschlichen Gehirn?

Sie ist sehr ähnlich, aber nicht exakt die gleiche. Was allein schon an der Komplexität des menschlichen Gehirns liegt. Darüber hinaus gibt es ja zum Beispiel auch einen Austausch zwischen dem Gehirn und dem Darm. Wir können also nicht das komplette System abbilden. Nichtsdestotrotz lassen sich einzelne Aktivitäten sehr exakt darstellen. Wenn man zum Beispiel die Aktivität der Synapsen oder aber den Dopamin-Ausstoß der Nervenzellen messen möchte, so ist das auch mit unseren Organoiden möglich.

Wie lange dauert die Entstehung eins solches Mini-Hirns?

Das hängt von der Verwendung ab. Unsere Mini-Mittelhirne bilden im Grunde die Entwicklung des Gehirns im embryonalen Stadium eines Menschen ab. Wir gehen davon, dass wahrscheinlich bereits bei der Entstehung des Gehirns die Grundlagen für Parkinson geschaffen werden. Die Dauer hängt also auch ein wenig davon ab, auf welches Stadium der Entwicklung der Fokus gerichtet wird. Die Organoide für meine Forschung haben ungefähr anderthalb Monate für ihre Entwicklung benötigt.

Und wie geht es weiter?

Mein nächster Schritt wäre, die nun mit Immunzellen ausgestatteten Organoide so zu verändern wie bei einer Parkinson-Erkrankung oder aber so, dass dabei das Risiko, an Parkinson zu erkranken, höher ist. Zu den Risikofaktoren zählt zum Beispiel eine Mutation des GBA-Gens. Liegt eine solche vor, ist die Wahrscheinlichkeit, irgendwann an Parkinson zu erkranken, sehr hoch. Wobei genetische Faktoren auch nur für zehn Prozent der Krankheitsfälle die Ursache sind. Ich würde also gerne eines der für Parkinson entscheidenden Gene verändern, um zu sehen, was dann mit den Immunzellen passiert. Eine weitere Möglichkeit wäre, gesunde Immunzellen in ein von Parkinson betroffenes Organoid einzuschleusen, um zu sehen, ob das vielleicht einen positiven Einfluss haben könnte.

Interview: Uwe Hentschel

Infobox

Drei Fragen an Miriam Fougeras, Organisatorinnen des 3MT- Wettbewerbs

Welche Fähigkeiten sollte man als Teilnehmer eines 3MT- Wettbewerbs haben?

Die wichtigste Voraussetzung ist natürlich die Wissenschaftskommunikation: die Fähigkeit, einem nicht spezialisierten Publikum zu vermitteln, was das Thema der Forschung ist und warum es interessant ist. Eine Besonderheit des Wettbewerbs ist dabei das sehr strenge Zeitlimit, was bedeutet, dass Teilnehmer in der Lage sein müssen, ihre Botschaft klar und deutlich zu vermitteln, ohne sich durch Ihren Vortrag hetzen zu müssen.

Inwieweit profitieren die Teilnehmer des 3MT - auch wenn sie nicht gewinnen?

Der wichtigste Vorteil der Teilnahme ist das tiefe Verständnis, das man erhält, wenn man sich zwingt, seine Forschung für ein nicht spezialisiertes Publikum zusammenzufassen. Es ist gleichzeitig auch eine Chance, einen Schritt zurückzutreten und die eigene Arbeit aus einer größeren Perspektive zu betrachten. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, dass die Teilnehmer mit ihrer Forschungsarbeit an die Öffentlichkeit gehen.  Sie lassen damit die Welt wissen, was in Ihrem Fachgebiet vor sich geht, und wecken dadurch vielleicht das Interesse anderer Menschen. Die eigene Arbeit mit der breiten Öffentlichkeit zu teilen, ist schließlich ein wesentlicher Bestandteil des Forscherdaseins.

Was ist für eine erfolgreiche 3MT-Teilnahme wichtiger: die allgemeine Verständlichkeit eines Forschungsthemas oder die Präsentation?

Zweifellos die Präsentation, wie die Beurteilungskriterien deutlich zeigen. Letztlich aber liegt der der Schlüssel zum Erfolg darin, für ein spezielles Thema zu brennen und dieses Feuer dann mit dem Publikum zu teilen. Wenn einem das gelingt, ist kein Thema zu abstrakt, um die Menschen zu begeistern.

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