Durchsichtige Mäuse können die Diagnose, Behandlung von menschlichen Krankheiten verbessern

Transparente Körper und Organe klingen vielleicht wie aus einem Science-Fiction-Film, aber Wissenschaftler haben es sehr real gemacht. Ein Team vom California Institute of Technology hat einen Weg gefunden, ganze Durchsichtsmäuse herzustellen, während alle ihre zellulären Strukturen und Verbindungen erhalten bleiben.
Wissenschaftler haben ganze durchsichtige Mäuse geschaffen, die den Weg für ein besseres Verständnis der menschlichen Krankheit ebnen könnten.
Bildnachweis: Yang, et al., California Institute of Technology

Die Forscher, darunter die leitende Autorin Dr. Viviana Gradinaru, Assistenzprofessorin für Biologie am Institut, haben kürzlich ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Zelle.

Mäuse werden seit dem frühen 20. Jahrhundert in der medizinischen Forschung verwendet, hauptsächlich weil ihre genetische Ausstattung der von Menschen sehr ähnlich ist.

So sagen die Forscher, dass die Entwicklung dieser durchsichtigen Lebewesen zu einem besseren Verständnis der Wechselwirkungen zwischen dem menschlichen Gehirn und Körper, zu einer verbesserten Genauigkeit bei der Diagnose und Überwachung von Krankheiten führen und sogar zu neuen Behandlungen für eine Reihe von Krankheiten führen könnte, wie z als Autismus und chronischer Schmerz.

Um ein besseres Verständnis komplexer zellulärer Wechselwirkungen, die für zahlreiche biologische Prozesse entscheidend sind, zu erfassen, benötigen Wissenschaftler Zugang zu 3D-Karten von intakten Organen und Körpern. Aber in der Vergangenheit waren Techniken zur Herstellung von Körpern und Organen, die die Abbildung und anschließende Erzeugung von 3D-Karten ermöglichen, auf Embryonen und das Gehirn beschränkt.

Ganze durchsichtige Mäuse, die innerhalb von 2 Wochen erstellt wurden

In dieser neuesten Studie haben Dr. Gradinaru und Kollegen eine zuvor von ihnen entwickelte Gehirnreinigungstechnik namens CLARITY modifiziert. Bei dieser Methode wird Gewebe in Hydrogele eingefügt, um die 3D-Struktur und wichtige molekulare Informationen zu erhalten. Anschließend werden Detergentien eingesetzt, um Lipide aus dem Gewebe zu extrahieren und transparent zu machen.

Um die Technik auf ganze Organe und Körper von Mäusen anzuwenden, beschleunigten sie den Prozess wesentlich. Nach dem Einschläfern und Entfernen der Haut der Mäuse verwendeten sie eine Methode, die als passive CLARITY-Technik (PACT) bezeichnet wurde, um das Hydrogel zu lokalisieren, das für die schnelle Entfernung von Lipiden aus Gewebe am wirksamsten war.

Sie verwendeten dann ein neuartiges Verfahren, genannt Perfusions-assisted agent in situ (PARS), um den Klärungsprozess zu beschleunigen und Gewebeschäden zu vermeiden. In PARS werden die Hydrogel- und Klärreagenzien direkt in den Blutkreislauf der Nager abgegeben.

Die Forscher stellten fest, dass die Reagenzien die Organe der Mäuse - einschließlich Herz, Lunge, Niere und Darm - in 2-3 Tagen undurchsichtig machten, während die Gehirne und ganzen Körper der Mäuse innerhalb von 2 Wochen durchsichtig wurden.

Darüber hinaus entwickelte das Team eine Technik für Refraktionsindex-Matching-Lösung (RIMS). So können Wissenschaftler das gereinigte Gewebe langfristig speichern und mit einem konfokalen Standardmikroskop genau analysieren.

Dr. Gradinaru kommentiert die Kreation des Teams:

"Obwohl die Idee der Gewebereinigung seit einem Jahrhundert existiert, ist dies unseres Wissens die erste Studie, bei der Ganzkörperclearing durchgeführt wird, im Gegensatz zur Extraktion und anschließenden Entfernung von Organen außerhalb des erwachsenen Körpers.

Unsere Methode hat das Potenzial, alle wissenschaftlichen Bemühungen zu beschleunigen, die von der Kartierung des gesamten Organismus profitieren würden, einschließlich der Untersuchung, wie periphere Nerven und Organe die Wahrnehmung und mentale Verarbeitung tiefgreifend beeinflussen können und umgekehrt. "

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