Mit einer neuen Körpermapping-Technik leuchten die Innereien der Maus mit exquisiten Details.

Das gesamte Nervensystem einer Maus leuchtet in psychedelischen Farben auf. Gruppen von Immunzellen, die Tumore angreifen, geben ein geisterhaftes Leuchten ab. Die Gefäße, die das Abwassersystem des Körpers bilden, leuchten hell auf.

Diese und andere Bilder werfen ein neues Licht auf die inneren Vorgänge von Mäusen, dank einer neuen Technik, die die Ganzkörperbildgebung billiger und schneller macht, berichten Forscher am 10. Juli in der Fachzeitschrift Nature Biotechnology.

Durchsichtige Mäuse sind nichts Neues. Aber bestehende Techniken zur Abbildung ihres Inneren können teuer sein, viel Zeit in Anspruch nehmen oder das richtige Ziel nicht treffen. Eine Studie zeigt nun, dass durch chemische Entfernung von Cholesterin - einer wesentlichen Komponente der Zellmembranen - aus toten Mäusen schwammartige Löcher in den Geweben entstehen, ohne sie zu zerstören. Das bedeutet, dass maßgeschneiderte Antikörper durch die Löcher dringen können, um jede Ecke des Körpers zu infiltrieren und an interessante Proteine zu binden, um ganze anatomische Merkmale sichtbar zu machen, wenn sie unter fluoreszierendem Licht beleuchtet werden.

Die Technik, die als wildDISCO bezeichnet wird, ermöglicht es Wissenschaftlern, unter die Haut der Maus zu schauen und anatomische Atlanten des gesamten Körpers zu erstellen. Es ist ein bisschen wie Google Maps, sagt Ali Ertürk, ein Neurologe am Helmholtz Zentrum München. Aber anstelle von Autos, die herumfahren, um jede Straße aufzuzeichnen, dienen Antikörper als Straßenlaternen, um wissenschaftliche Sehenswürdigkeiten zu beleuchten.

Solche Karten könnten Forschern helfen, künstliche Intelligenzprogramme zu trainieren, um körperliche Prozesse in Mäusen zu simulieren. Zum Beispiel könnten die Algorithmen simulieren, wie ein Medikament durch die Blutgefäße wandert oder den Weg genetisch veränderter Immunzellen zur Krebstherapie vorhersagen, sagt Ertürk. Computerbasierte Simulationen von Biologie könnten den Forschern helfen, sich von Tierversuchen zu lösen, sagt er.

Um die Mäuse zum Leuchten zu bringen, haben Ertürk und Kollegen chemische Substanzen zur Cholesterinentfernung zusammen mit Antikörpern, die mit fluoreszierenden Molekülmarkern versehen waren, in die toten Tiere über Herz und Blutgefäße gepumpt, eine bewährte Taktik, die es Flüssigkeiten ermöglicht, den gesamten Körper zu durchqueren. Dann machte das Team alle Gewebe durchsichtig und die Mäuse waren bereit für ihre Nahaufnahmen.

Eine der entstandenen Karten zeigt eine umfassende Ansicht des Netzwerks von Nerven, das unter der Haut und um die Organe herum verläuft. Eine andere zeigt das Lymphsystem, ein offenes Netzwerk von Organen und Lymphgefäßen, das hilft, Krankheitserreger abzuwehren und zellulären Abfall für die Entsorgung zu transportieren.

Diese Baupläne lieferten einige wissenschaftliche Erkenntnisse.

Bilder des Nervensystems zeigten zum Beispiel, dass Mäuse ohne Mikroben in ihrem Körper unterentwickelte Nervennetzwerke in ihrem Darm hatten verglichen mit normalen Mäusen, was darauf hindeutet, dass das Darmmikrobiom eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Nerven spielt.

Und bei Mäusen mit Krebs dokumentierte das Team Ansammlungen von Immunzellen in und in der Nähe der Tumore. Die Rolle, die diese Cluster bei der Kontrolle von Krebs spielen, ist unklar, sagt Ertürk. Aber wildDISCO bietet den Wissenschaftlern eine Möglichkeit zur Untersuchung.

WildDISCO könnte auch bei Studien helfen, die sich auf Tiere außer Mäusen konzentrieren, sagt Yijun Su, ein Bildgebungsspezialist am Howard Hughes Medical Institute's Janelia Research Campus in Ashburn, Virginia, der nicht an der Arbeit beteiligt war. Wissenschaftler, die mit Fruchtfliegen, Fröschen oder Zebrabärblingen arbeiten, könnten eine ähnliche "Rezeptur" verwenden, um klarere Schnappschüsse ihrer Anatomie zu machen.