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Biologen bauen eine Stammzellenbank für bedrohte Tierarten auf

, Medizinischer Redakteur
Zuletzt überprüft: 30.06.2025
Veröffentlicht: 2011-09-04 17:31

Biologen legen eine Stammzellenbank bedrohter Tierarten an. Die „Beiträge“ sollen dazu beitragen, die Gesundheit gefährdeter Populationen zu verbessern, die genetische Vielfalt zu erhöhen und die Befruchtung zu fördern, wenn es in der Population keine Männchen mehr gibt.

Schutz bedrohter Arten

Wissenschaftler sind bereit, viel für den Erhalt der Artenvielfalt zu tun. Um beispielsweise die Tasmanischen Teufel zu retten, die aufgrund einer unheilbaren Krebserkrankung aussterben, analysierten Wissenschaftler die Genome eines gesunden und eines kranken Tieres.

Und in den USA arbeiten Hunde im selben Team mit Zoologen und Ökologen. Speziell ausgebildete Hunde jagen keine Beute, sondern finden Spuren gefährdeter Arten und helfen Wissenschaftlern, die Koordinaten von Orten zu markieren, an denen Stinktiere und Wiesel vorbeigekommen sind.

Andere Zoologen entwickeln ein Konzept, um das Bild von Schimpansen in den Medien zu nutzen. Sie sind überzeugt, dass das reale Bild von Schimpansen den ohnehin schon beklagenswerten Zustand der gefährdeten Art verschlimmert.

Forscher kalifornischer Forschungszentren haben sich dem Thema bedrohter Arten aus einem anderen Blickwinkel genähert. Inbar Fridrich Ben-Nun vom Scripps Research Institute und seine Kollegen beschlossen, eine Bank induzierter Stammzellen anzulegen. Die Zellen könnten zur Fortpflanzung und Verbesserung der Gesundheit der Population genutzt werden.

„Die Populationen mancher gefährdeter Arten sind so klein, dass sie nicht das notwendige Maß an genetischer Vielfalt gewährleisten können“, schreiben die Wissenschaftler in einem heute in Nature Methods veröffentlichten Artikel. „Darüber hinaus leiden kleine Populationen oft unter komplexen Stoffwechsel- und Gendefekten.“

Genetischer Vorrat

Induzierte pluripotente Stammzellen (iPSCs) sind Stammzellen, die aus adulten Körperzellen gewonnen werden. Zum Beispiel aus Hautzellen. Sie enthalten, wie embryonale Stammzellen, die genetische Information über alle Merkmale des Tieres.

Während sich die Zellen differenzieren, werden diese Informationen nach und nach „archiviert“. Und das ist verständlich, warum benötigt das Auge beispielsweise Informationen über die Ferse? In diesem Sinne sind die Stammzellen gefährdeter Tiere ein „Vorrat“ an genetischem Material, der vollständig erhalten bleibt.

Technologien zur Reprogrammierung somatischer Zellen in Stammzellen wurden an menschlichem Gewebe, Nagetieren und Affen getestet. Aus Hautstammzellen entstanden bereits vollwertige Spermien, Zähne, Leber und andere Organe. Sogar normale Mäuse wurden aus iPSCs geboren, die vollwertige Nachkommen hervorbrachten.

Inbar Friedrich Wen-Nan und seine Kollegen waren die ersten, die die Technologie auf andere Tierarten anpassten. Sie erzeugten induzierte Stammzellen aus einer Affenart (dem Drill, Mandrillus leucophaeus) und dem größten Nashorn (dem Breitmaulnashorn, Ceratotherium simu cottoni).

Drill und das Nashorn

„Drills sind vom Aussterben bedroht. Sie kommen in freier Wildbahn in Nigeria, Kamerun und Äquatorialguinea vor“, begründen die Wissenschaftler die Relevanz ihrer Arbeit. „Der Bestand der Tiere nimmt aufgrund illegaler Jagd und der fortschreitenden Zerstörung ihres Lebensraums stetig ab.“ Andere Wissenschaftler, die kürzlich in den Tropen auf Fotojagd gingen, stimmen Wen-Nans Team zu.

„Zoologen versuchen, diese Primaten zu erhalten, doch nur eine begrenzte Anzahl von Tieren wird für ihre Fortpflanzung genutzt, was das Risiko genetischer Erkrankungen erhöht“, so die Wissenschaftler weiter. „Außerdem leiden diese Primaten häufig an Diabetes.“ Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass die gewonnenen iPS-Zellen zur Behandlung einzelner Individuen der gefährdeten Primatenart eingesetzt werden können. In einigen Fällen könnten iPS-Zellen auch in der Reproduktionsmedizin nützlich sein – um die Geburtenrate in Zoos zu erhöhen.

Wissenschaftler weisen darauf hin, dass Breitmaulnashörner es schwer haben. 1960 lebten noch 2.230 Exemplare der Art Ceratotherium simu cottoni in freier Wildbahn. Heute sind es nur noch sieben, von denen vier geschlechtsreif sind. Eine so kleine Population kann nicht die notwendige genetische Vielfalt gewährleisten: Die Nachkommen dieser Tiere werden höchstwahrscheinlich an genetischen Krankheiten leiden. Wissenschaftler schreiben zudem, dass sich die verbleibenden Nashörner nicht untereinander kreuzen. Daher sind die gewonnenen iPSCs möglicherweise die letzte Chance, Nashörner zu retten. Aus Stammzellen können Spermien gebildet und mit einem weiblichen Nashorn befruchtet werden.

Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass die zoologische Stammzellenbank bald „Beiträge“ von anderen gefährdeten Tierarten und Populationen enthalten wird, in denen es keine Männchen mehr gibt.

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