TU Berlin: Blood-Brain-Barrier-Modelle für die Neuropharmakologie und Toxikologie - wie kompliziert muss das Modell sein?
Am 18. November 2026 wird Prof. Dr. Winfried Neuhaus, leitender Wissenschaftler am Austrian Institute of Technology (AIT) in Wien, an der Technischen Universität Berlin einen Vortrag über die Notwendigkeit der Komplexität von entwickelten Blut-Hirn-Schranken-Modellen im Anwendungskontext halten.
Die Blut-Hirn-Schranke, vom Gehirn bis zu den Tight Junctions.
Grafik: Armin Kübelbeck und Patrick J. Lynch, Wikipedia, CC By 3.0
Das Wissen über den Transport von Wirkstoffen durch die Blut-Hirn-Schranke ist für die Arzneimittelentwicklung von entscheidender Bedeutung. Systemisch verabreichte Arzneimittel für das zentrale Nervensystem (ZNS) müssen die Blut-Hirn-Schranke überwinden können, um ihre Zielorte zu erreichen, während Arzneimittel, die in der Peripherie wirken sollen, die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren dürfen, damit sie keine unerwünschten zentralen Nebenwirkungen auslösen. (1)
Die Blut-Hirn-Schranke ist eine dynamische, hochselektive Barriere, die aus Kapillarendothelzellen des Gehirns gebildet wird. Eine ihrer Hauptaufgaben ist die Aufrechterhaltung der Homöostase im ZNS. Die Funktion der Blut-Hirn-Schranke wird durch Zellen der Mikroumgebung und die durch die Blutströmung vermittelte Scherspannung (2) reguliert, was die Modellentwicklung äußerst komplex macht. Die Scherspannung bzw. die mechanische Reibung des vorbeifließenden Blutes ist essenziell für die Aufrechterhaltung der Barrierefunktion. Sie stimuliert die Endothelzellen zur Ausbildung stabiler Proteinkomplexe (Tight Junctions). Sie aktiviert antioxidative Signalwege und dämpft Entzündungsreaktionen. In vitro fehlen den Endothelzellen ohne diese Strömung die mechanischen Reize, wodurch sie weniger Tight Junctions bilden und die Barriere "undicht" bleibt. Forscher meinen jedoch, dass modernere BBB-on-a-Chip-Systeme dieses Problem lösen können. (2)
Im Vortrag soll nun die grundlegende Frage geklärt werden, wie komplex ein Modell tatsächlich sein muss. Entscheidend ist, dass die komplexesten Modelle nicht zwangsläufig die besten sind; vielmehr muss letztendlich der jeweilige Anwendungskontext (Context of Use, CoU) die Modellkonfiguration bestimmen.
Vortragsgast:
Prof. Neuhaus leitet seit zehn Jahren die Forschungsgruppe „Biologische Barrieren“. Er verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung auf dem Gebiet biologischer Barrieren, insbesondere bei menschenrelevanten In-vitro-Modellen und der Übertragbarkeit von In-vitro- auf In-vivo-Ergebnisse. Unter anderem ist er auch Präsident der European Society for Alternatives to Animal Testing (EUSAAT), die im Februar 2027 ihren Jahreskongress in Linz abhalten wird.
Veranstaltungsort:
Mittwoch, 18. November 2026, 16:00 Uhr (pünktlicher Beginn)
Technische Universität Berlin, Institut für Biotechnologie
Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin
Gebäude TIB 21, Hörsaal 21C
Originaleinladung:
Weitere Informationen:
(1) Neuhaus W. In Vitro Models of the Blood-Brain Barrier. Handb Exp Pharmacol. 2021;265:75-110. doi: 10.1007/164_2020_370. PMID: 32562060.
(2) DeOre BJ, Partyka PP, Fan F, Galie PA. CD44 mediates shear stress mechanotransduction in an in vitro blood-brain barrier model through small GTPases RhoA and Rac1. FASEB J. 2022 May;36(5):e22278. doi: 10.1096/fj.202100822RR. PMID: 35436025; PMCID: PMC10758994.
(3) Klepe A, Damberger S, Špilak A, Brachner A, Neuhaus W. Permeation of small extracellular vesicles across a human blood-brain barrier transwell model remains below particle detection limits, even under oxygen/glucose deprived conditions. Tissue Barriers. 2026;14(3):2610016. doi: 10.1080/21688370.2025.2610016. Epub 2026 Jan 9. PMID: 41508868; PMCID: PMC13540092.
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