BALTIMORE / LONDON (IT BOLTWISE) – Wissenschaftler haben erstmals mithilfe von im Labor gezüchteten Gehirnorganoiden die neuronalen Fehlfunktionen bei Schizophrenie und bipolarer Störung untersucht. Diese Entdeckung könnte die Diagnose und Behandlung dieser komplexen psychischen Erkrankungen revolutionieren.
In einem bedeutenden Schritt zur Entschlüsselung der neuronalen Grundlagen von Schizophrenie und bipolarer Störung haben Forscher erstmals Gehirnorganoide genutzt, um die komplexen Muster neuronaler Signale zu untersuchen. Diese im Labor gezüchteten, erbsengroßen Gehirnstrukturen ermöglichen es, die subtilen Unterschiede in der neuronalen Kommunikation zwischen gesunden und erkrankten Gehirnen zu analysieren. Diese Erkenntnisse könnten die Diagnose und Behandlung dieser psychischen Erkrankungen erheblich verbessern, da sie derzeit oft auf klinischen Einschätzungen und langwierigen Medikamententests beruhen.
Die Forschung, die von einem Team unter der Leitung von Annie Kathuria an der Johns Hopkins University durchgeführt wurde, nutzt maschinelles Lernen, um die elektrischen Aktivitäten der Organoide zu analysieren. Durch die Reprogrammierung von Blut- und Hautzellen von Patienten mit Schizophrenie und bipolarer Störung sowie von gesunden Freiwilligen in Stammzellen, die gehirnähnliche Strukturen bilden können, konnten die Forscher spezifische neuronale Muster identifizieren, die mit den Erkrankungen in Verbindung stehen. Diese Muster dienen als Biomarker, die eine Unterscheidung zwischen gesunden und erkrankten Zuständen mit einer Genauigkeit von bis zu 92 Prozent ermöglichen.
Die neu identifizierten elektrischen Signaturen spiegeln komplexe elektrophysiologische Verhaltensweisen wider, die für Schizophrenie und bipolare Störung einzigartig sind. Diese Entdeckung könnte den Weg für personalisierte psychiatrische Behandlungen ebnen, indem sie es ermöglicht, die Wirksamkeit von Medikamenten an den Organoiden zu testen und so die oft langwierige Phase der Medikamentenanpassung zu verkürzen. Derzeit arbeitet das Team mit Neurologen und Psychiatern zusammen, um Blutproben von Patienten zu sammeln und die Wirkung verschiedener Medikamentenkonzentrationen zu untersuchen.
Diese Forschung könnte nicht nur die Diagnosegenauigkeit verbessern, sondern auch die Entwicklung neuer Therapien beschleunigen. Da etwa 40 Prozent der Schizophrenie-Patienten resistent gegen das häufig verschriebene Medikament Clozapin sind, könnte die Fähigkeit, die richtige Medikation schneller zu identifizieren, einen erheblichen Einfluss auf die Behandlungsergebnisse haben. Die Ergebnisse dieser Studie wurden in der Fachzeitschrift APL Bioengineering veröffentlicht und könnten einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung neuer diagnostischer und therapeutischer Ansätze leisten.
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