Translationale Forschung zur Entwicklung assistierter Reproduktionstechnologien für gefährdete Säugetiere – Europäisches Ausbildungsnetz für Forschung und Innovation in der Eizellbiologie EUROVA

Das EUROVA-Konsortium entwickelt neue Techniken und Methoden für die In-vitro-Maturation (IVM) von Eizellen, die In-vitro-Fertilisation (IVF) und die In-vitro-Kultur (IVC) von Embryonen. Diese könnten als Artenschutzinstrumente für hoch bedrohte Säugetiere, z.B. für die vom Aussterben bedrohte Familie der Nashörner dienen.

Die aktuell vom Menschen herbeigeführte sechste Aussterbekrise auf unserem Planeten entwickelt sich zu schnell, als dass herkömmliche Natur- und Artenschutzstrategien greifen können. Normale Habitatschutz-Ansätze und Erhaltungszuchtprogramme reichen heutzutage zum Teil nicht mehr aus, um den Aussterbeprozess zu verlangsamen oder sogar aufzuhalten. Derzeit sind Weltweit 22 % der Säugetiere vom Aussterben bedroht (http://www.iucnredlist.org). Besonders betroffen ist die Familie der Nashörner: Rhinocerotidae. Drei der fünf noch lebenden Nashornarten gelten als vom Aussterben bedroht (Sumatra-, Java- und Spitzmaulnashorn), eine als gefährdet (Panzernashorn) und eine, das Südliche Breitmaulnashorn, als potentiell gefährdet. Mithilfe des EUROVA-Konsortiums sollen neue Techniken und Methoden für die In-vitro-Maturation (IVM) von Eizellen, die In-vitro-Fertilisation (IVF) und die In-vitro-Kultur (IVC) von Embryonen entwickelt werden. Die erfolgreiche strategische Umsetzung der interdisziplinären und intersektoralen Forschung in praktische Artenschutzinstrumente soll hierbei eine Blaupause für hoch bedrohte Säugetierarten liefern.

Die Grundlage für die Entwicklung neuer Techniken und Methoden für den Artenschutz bildet in unserem Forschungsansatz die regelmäßige Gewinnung von Nashorneizellen in Europäischen Zoos. Die Gewinnung wird mit einer von uns kürzlich patentierten Eizellenentnahmevorrichtung (DE 102017002614, US2018/0250032) durchgeführt. Ziel ist die vergleichende Untersuchung von genetischen, strukturellen und funktionellen Parametern dieser Eizellen.

Aufgrund des hohen Wertes jeder einzelnen Eizelle kommen zerstörungsfreie und qualitativ hochwertige Zeitraffertechnologien (Geri+, Merck KGaA) zum Einsatz. Das softwaregestützte Geri-System liefert laufend Daten zu nicht-invasiven Biomarkern und überwacht die Reifung und das Wachstum von Zellen. Darüber hinaus werden auch vereinzelt invasive Untersuchungen (z. B. Transkriptomanalysen) durchgeführt. Die sich daraus ergebenden physiologischen Erkenntnisse werden verwendet, um die bereits etablierten und optimierten In-vitro Produktionsprotokolle von Maus-, Rinder- und Humanmodellen auf die Protokolle für bedrohte Säugetierarten zu übertragen.

Zu erwartende Ergebnisse

Dieses Projekt wird dazu beitragen, die artspezifischen und allgemeinen Anforderungen, die an eine In-vitro-Nachbildung der mütterlichen Umgebung (ivDOME) gestellt werden, für die Eizellreifung und Prä-Implantationsembryonalentwicklung zu optimieren. Ziel ist es, reproduktiv gesunde erwachsene Nachkommen zu erhalten.

Innovation, Auswirkung, Anwendungsergebniss(e)

Die wissenschaftlichen Ergebnisse legen den Grundstein für zukünftige globale Artenschutzstrategien, mit denen vom Aussterben bedrohte Säugetierarten gerettet werden können. Aufgrund nationaler und internationaler Naturschutzgesetze können Innovationen zum Schutze gefährdeter Arten nicht kommerzialisiert werden. Dennoch bieten der innovative Charakter des Projekts und die beträchtlichen investierten finanziellen Mittel ein hohes Potenzial dafür, dass Geräte und / oder Techniken in Gebieten außerhalb des Naturschutzes patentiert und kommerziell eingesetzt werden können. Die Wissenschaftler des Konsortiums werden Innovationen in Form von Patenten sichern.