Serotonin (Psyche, Gehirn)

Erste Serotonin-Neuronen aus menschlichen Stammzellen hergestellt
Serotonintransporter
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Erste Serotonin-Neuronen aus menschlichen Stammzellen hergestellt

16.12.2015 In einem Labor des Waisman Center an der University of Wisconsin-Madison wurden zum ersten Mal aus pluripotenten Stammzellen menschliche Serotonin-produzierende Neuronen hergestellt laut einer Mitteilung in der Zeitschrift Nature Biotechnology.

Einfluss

Serotonin beeinflusst Emotionen, Schlaf, Angst, Stimmung, Blutdruck, Magen-Darm-Tätigkeit und Atmung. Es spielt auch eine Rolle bei psychiatrischen Erkrankungen wie Schizophrenie, bipolare Störung und Depression.

Chemische Strukturformel serotonin
Bild: Chemische Strukturformel

„Serotonin moduliert im Grunde genommen jeden Aspekt der Hirnfunktion einschließlich der Bewegung“, sagt Forscher Su-Chun Zhang. Der Transmitter wird von einer kleinen Zahl von Neuronen im hinteren Bereich des Gehirns produziert. Serotonin übt einen so großen Einfluss aus, weil die Nervenzellen es fast überall im Gehirn einsetzen.

Herstellung aus menschlichen Stammzellen

Die Studie beruht auf zwei Stammzelltypen: eine von Embryos, die andere aus Zellen von Erwachsenen. Weil sich die Serotoninneuronen vor der Geburt bilden, mussten die Forscher die chemische Umgebung nachbilden, in der sich das entwickelnde Gehirn im Uterus befindet, sagte Zhang.

Dies war alles andere als einfach, aber die Zellen zeigten die erwarteten Reaktionen auf die elektrische Stimulation und produzierten auch Serotonin.

Um zu bestätigen, dass die neuen Zellen wie Serotoninneuronen agieren, hat das Team einige von der FDA zugelassene Medikamente eingesetzt, die Depression und Angst über die Serotonin-Bahn regulieren. Sie konnten zeigen, dass die Neuronen ansprachen.

Neue Medikamente

Obwohl von Stammzellen abgeleitete Zellen häufig eingesetzt werden, um die Toxizität von Medikamenten zu testen, zielt Zhang mit den Serotoninneuronen auf mehr ab. Die Forscher denken, dass sie helfen können, neue, wirkungsvollere Medikamente zu entwickeln, insbesondere für die höheren neuronalen Funktionen, die durch Maus- und Rattenstudien sehr schwer zu erreichen sind.

Diese Zellen könnten besonders bei Patienten mit Depression, bipolarer Störung oder Angst hilfreich eingesetzt werden, sagte er, denn „wir haben im Moment keine großartigen Medikamente dafür“.

Personalisierte Medikamente

Weil die Neuronen aus induzierten pluripotenten Stammzellen generiert werden können, die aus den Hautzellen eines Patienten produziert werden, könnte dies sehr hilfreich sein, Medikamente für Stimmungserkrankungen wie Depression zu finden, bei denen wir oft ein ziemlich unterschiedliches Ansprechen auf Medikamente sehen, sagte Lu.

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„Indem wir die individuellen Unterschiede identifizieren, könnte dies ein großer Schritt auf eine personalisierte Medizin sein.“