Maus mit Menschenhirn

Ab wann ist ein Gehirn menschlich? Wenn es in einem Menschen sitzt? Wenn es aus menschlichen Zellen besteht? Oder eine menschliche Struktur aufweist? Genau diese Fragen werden seit einigen Jahren unter Biomedizinern, Gentechnikern und Stammzellforschern heiß diskutiert.

„In der Vergangenheit waren Chimären meist Tiere, die wir mit einem Organ konstruiert haben, das scheinbar nicht so wichtig war: Haut, ein Stück des Herzens, Krebszellen. Jetzt aber kommen wir zum Kern der Sache, dem Gehirn“, erklärt Irving Weissman, Professor für Genetik an der Stanford Universität und Gründer der Biotech-Firma StemCells. „Das Gehirn halten die meisten von uns für den Ort, an dem die menschlichen Eigenschaften, Geist, Bewusstsein, Lernen, Gedächtnis und Emotionen residieren – entsprechend heikel ist das Ganze.“

Nervenzelle © NIH

100 Prozent menschliche Gehirnzellen

Weissman sorgt 2005 für Aufsehen, als er dem Bioethikbeauftragten der Standford-Universität, Hank Greely, den Plan für ein neues Experiment unterbreitet. Nach zahlreichen erfolgreichen Versuchen der Implantation menschlicher Stammzellen in die Gehirne von Mäusen will der Forscher einen Schritt weiter gehen: Nicht mehr nur rund ein Prozent menschlicher Gehirnzellen sollen die Tiere am Ende haben, sondern nahezu 100 Prozent.

Erreichen möchte er dies mit Hilfe eines speziellen Stammes gentechnisch veränderter Mäuse. Bei diesen ist nicht nur die normale Abstoßungsreaktion des Immunsystems außer Kraft gesetzt, sie entwickeln auch nur die Anfänge eines Nervensystems: Ausgebildet wird bei den Embryonen zwar die Struktur, die die Vorläuferzellen der Neuronen an die richtigen Stellen leitet. Dann jedoch sterben durch einen genetischen Defekt alle neuen Nervenzellen ab, die Tiere sterben normalerweise noch im Mutterleib.

Genau an diesem Punkt setzt Weissmans Versuch an. Er plant, den Mäuse-Föten menschliche Hirnstammzellen in dem Moment zu injizieren, in dem das Sterben der Mäuseneuronen beginnt. Seine Hoffnung ist, dass sich die humanen Stammzellen wie bei seinen bisherigen Versuchen differenzieren und die Plätze und Funktion der sterbenden Mauszellen übernehmen. Das Ergebnis wäre eine Chimäre: eine Maus mit einem aus nahezu ausschließlich menschlichen Zellen bestehenden Gehirn. Was aber wäre die Folge? Würden die menschlichen Hirnzellen das Tier intelligent machen, ihm gar ein menschliches Bewusstsein verleihen?

Mäuseembryonen verschiedenen Alters. In diesem Falle sind die Embryonen Maus-Maus-Chimären, ihr Zellmosaik wird durch den blauen Farbstoff deutlich © NIMH

Nur die Architektur entscheidend?

Im ersten Moment wäre dies die naheliegende Schlussfolgerung, denn sind wir nicht letztlich alle die Summe unserer interagierenden Zellen? „Wenn wir eine Maus erzeugen würden, in der ein menschliches Bewusstsein gefangen wäre, wäre das eine schreckliche Sache“, erklärt Greely in einem Interview mit dem Fernsehsender PBS. „Aber soweit ich das beurteilen kann, besteht dafür keine Gefahr.“ Der Bioethiker hat sich umgehört und den Fall mit verschiedenen Neurowissenschaftlern, Medizinern und Genetikern diskutiert. Ihre einhellige Meinung dazu: Nicht die Zellen alleine machen den Charakter eines Gehirns aus, sondern seine Architektur, die Art, in der die Zellen verschaltet sind. Und ein Gehirn, das im Inneren einer Maus reift, würde daher vermutlich zu einem Mäusegehirn heranwachsen, egal aus was für Zellen es besteht.

„Wenn man ein Gebäude aus Backsteinen nach Plänen für eine Kathedrale baut, ist es egal, ob man rote oder graue Backsteine benutzt, es wird immer eine Kathedrale“, beschreibt Greely das Prinzip. „Wenn ich ein Mäusehirn aus Menschenzellen mache, wird es trotzdem noch immer ein Mäusegehirn bleiben. Umgekehrt wäre ein Menschengehirn aus Mäuseneuronen aufgebaut vermutlich noch immer ein menschliches Gehirn.“ Sicher ist das allerdings nicht, denn ausprobiert hat dies bisher noch niemand. Das weiß auch Greely.

„Wenn sie Menschenähnlichkeit zeigen, tötet sie“

„Unser Rat war daher, einen ersten ‚Checkpoint‘ einzuführen, eine Kontrolle vor der Geburt der Mäuse“, so der Wissenschaftler. „Tötet die Mäuse vor der Geburt und untersucht ihr Gehirn. Wenn ihr dort irgendetwas findet, das nicht wie die normale Struktur eines Mäusehirns aussieht, stoppt das Experiment. Wenn alles normal aussieht, lasst die Mäuse geboren werden, lasst sie sich entwickeln und tut zwei Dinge: Erstens: Beobachtet ihr Verhalten auf Anomalitäten hin. Und zweitens: Tötet wieder einige von ihnen und schaut in ihr Gehirn. Wenn irgendetwas nicht-mäuseähnliches im Verhalten oder Gehirn sichtbar wird, stoppt das Experiment und geht an die Öffentlichkeit.“

Nadja Podbregar
Stand: 18.06.2010