Neue Einfriermethode – ein möglicher Ausweg für bedrohte Säugetierarten

WissenschaftlerInnen des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (IZW) gelang weltweit erstmalig die erfolgreiche Gefrierkonservierung der Eierstockrinde (Cortex) verschiedener Katzenarten.

„Wir haben den Cortex verschiedener Katzenarten erfolgreich bei minus 196 Grad Celsius eingefroren und wieder aufgetaut. Diesen Vorgang des Einfrierens und der Lagerung von lebendem Zellmaterial nennt man Gefrierkonservierung oder auch Kryokonservierung“, kommentiert Caterina Wiedemann, Doktorandin am IZW.

Die Eierstockrinde gilt als Keimzellreservoir mit mehreren Tausend unreifen Eizellen. Die erfolgreiche Gefrierkonservierung von Eierstockgewebe bei Katzenarten stellt daher eine wichtige Komponente für die Einrichtung von Keimzellbanken zum Erhalt der genetischen Diversität dar.

Die ReproduktionsbiologInnen des IZW haben eine Methode weiterentwickelt, mit der es jetzt möglich ist, den Cortex verschiedener Katzenarten in die Kryokonservierung zu überführen. Als Vorlage für das Projekt diente ein Einfrierverfahren aus der Humanmedizin. Dabei wird das Eierstockgewebe krebskranker Frauen entnommen, um die Schädigung der Eizellen durch eine Chemo- oder Strahlentherapie zu verhindern. Nach erfolgreicher Tumorbehandlung kann das zuvor in flüssigem Stickstoff konservierte Eierstockgewebe in die Patientin rücktransplantiert und der normale weibliche Geschlechtszyklus und auch die Fruchtbarkeit wiederhergestellt werden. Das IZW hat das Verfahren aus der Humanmedizin für Haus- und Wildkatzen angepasst.

Die besondere Herausforderung bei der Kryokonservierung von Zellen liegt darin, dass eine Zelle der einen Tierart nicht der einer anderen gleicht. Der Zellaufbau ist bei jeder Art einzigartig. Daher ist es auch derzeit unmöglich ein einheitliches Einfrierverfahren für alle Zellen zu entwickeln. Die WissenschaftlerInnen des IZW haben ein langsames Einfrierverfahren erarbeitet. Dabei wurde der Cortex in gleichgroße Stücke von je 2 mm Durchmesser seziert. Mit einer Geschwindigkeit von minus 0,3 Grad Celsius pro Minute wurde das Zellmaterial eingefroren. Das Einfriermedium enthielt als Gefrierschutzmittel Ethylenglykol und Saccharose. Bis zu 14 Tage vor und nach dem Einfrieren wurde der Cortex in einem Medium kultiviert, um das Überleben der Eizellen nach dem Auftauen nachzuweisen.

Das IZW besitzt die Genom-Ressourcenbank „Arche“, die unter anderem eine Vielzahl von Spermaproben diverser Wildtierarten beherbergt. Nunmehr können auch die weiblichen Keimzellen verschiedener Katzenarten für die Zukunft besser gelagert werden. „Dies ist ein enormer Fortschritt für den Artenschutz. Besonders für bedrohte Katzenarten ist die erfolgreiche Kryokonservierung männlicher und weiblicher Keimzellen ein Hoffnungsschimmer“, sagt die IZW Abteilungsleiterin Prof. Dr. Katarina Jewgenow.

2007 hat das IZW das „Felid-Gametes-Rescue Projekt“ ins Leben gerufen. Darin soll ein europäisches Netzwerk aufgebaut werden, das  Katzenkeimzellen gewinnt und lagert, und diese dann für Nachzuchtprogramme von Zoos zur Verfügung stellt. Im Rahmen dieses Projektes werden Eierstöcke und Hoden von Groß- und Kleinkatzen aus verschiedenen europäischen Zoos an das Berliner IZW gesendet und dort erforscht.

Publikation Wiedemann C, Zahmel J, Jewgenow K (2013): Short-term culture of ovarian cortex pieces to assess the cryopreservation outcome in wild felids for genome conservation. BMC VET RES 9, 37; doi: 10.1186/1746-6148-9-37

Kontakt:

Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (IZW)
im Forschungsverbund Berlin e. V.
Alfred-Kowalke-Str. 17
10315 Berlin
Prof. Dr. Katarina Jewgenow, +49 30 5168 506, jewgenow@izw-berlin.de
Steven Seet, +49 30 5168 125, seet@izw-berlin.de