Neurowissenschaftler erzeugen atemlose Lebewesen

Archivbild: Krallenfrosch-Kaulquappe. Copyright: Daefoc (via WikimediaCommons) / CC BY-SA 4.0
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München (Deutschland) – Im Gegensatz zu Pflanzen, Algen und Bakterien können Tiere und wir Menschen den Sauerstoff, den wir zur Versorgung unseres Gehirns und damit seiner lebenserhaltenden Funktionen benötigen, nicht selbst erzeugen und müssen deshalb auf die ein oder andere Weise atmen und so externen Sauerstoff aufnehmen. Durch die Injektion photosynthetischer Algen und Bakterien haben Münchner Neurowissenschaftler nun Kaulquappen unabhängig von dieser äußeren Sauerstoffquelle gemacht.

Wie das Team um den Neurowissenschaftler Hans Straka von der Ludwig-Maximilian-Universität München (LMU) aktuell im Cell-Fachjournal „iScience“ (DOI: 10.1016/j.isci.2021.103158) berichtet, haben sie zunächst den nahezu transparenten Kaulquappen von Krallenfröschen (Xenopus laevis) Grünalgen (Chlamydomonas reinhardtii)  und Cyanobakterien (Synechocystis sp. PCC6803) ins Herz injiziert, wodurch diese bis ins Hirn der Tiere gelangten. Als sie dann den Sauerstoffgehalt des Wassers reduzierten, ging zunächst – wie in der unbehandelten Kontrollgruppe – auch die messbare Hirnaktivität der Tiere bis zum Stillstand zurück. In dem die behandelten Tiere dann aber Licht ausgesetzt wurden, durch dass es den Mikroben und Algen möglich war, Sauerstoff zu erzeugen, stieg die Hirnaktivität der behandelten Tiere wieder auf Normalniveau an.

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Von dem Forschungserfolg erhoffen sich die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen neue Wege in der Behandlung pathologischer Einschränkungen etwa in Folge von Herzinfarkten oder Schlaganfällen, durch die es zu einer Sauerstoffknappheit im Gehirn kommen kann. Allerdings sei noch unklar, ob der Erfolg der Experimente mit den Kaulquappen auch auf die Behandlung menschlicher Gehirne übertragbar sei. Eines der offenkundigen Probleme ist etwa, dass im Gegensatz zum Menschen die Versuchstiere selbst fast transparent sind, und so das Licht durch den Körper direkt zu den photosynthetischen Mikroorganismen vordringen und deren Sauerstoffproduktion aktivieren kann. Zudem könne nicht nur ein Mangel an Sauerstoff, sondern auch eine Überdosis davon schädlich sein, erläutert die Koautorin Myra Chávez Rosas, die heute an der Universität Bern tätig ist.

Bis es also zum medizinischen Einsatz an menschlichen Patienten kommt, sei es noch ein langer Weg, auf dem zunächst Fragen der immunologischen Verträglichkeit des Einbringens photosynthetischer Mikoorganismen geklärt werden müssen, erläutert Straka abschließend.




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Recherchequelle: iScience

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