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.
| Laufzeit: | 06/2020 – 06/2022 |
| Drittmittelfinanziert: | ja |
| Beteiligte Abteilung(en): | Abt. Reproduktionsmanagement, Abt. Evolutionsgenetik |
| Projektleitung im Leibniz-IZW: | Thomas Hildebrandt (Abt. Reproduktionsmanagement), Miglied der Ethik-Unterkommission von EUROVA |
| Projektbeteiligte im Leibniz-IZW: |
Raffaella Simone |
| Konsortialpartner: |
University College Dublin (UCD), National University of Ireland (Irland), Universita Degli Studi di Milano (Italien), Vrije Universiteit Brussel (Belgien), The Babraham Institute (UK), Euvitro SLU (Spanien), Universiteit Gent (Belgien), Consejo Superior de Investigaciones Cientificas, M.P. (Spanien), Cherry Biotech (Frankreich), Region Hovedstaden (Dänemark) |
| Aktuelle Förderorganisation: |
EU: Marie Skłodowska-Curie Action ETN EUROVA PI: University College Dublin; PhD-Programm mit insgesamt 15 Studenten, Gesamtbudget 4,5 Mio €; Leibniz-IZW: 1 PhD, 158 T€ |
| Forschungsschwerpunkte: | |
| Verständnis von Merkmalen und evolutionären Anpassungen | |
| Verständnis von Herausforderungen für Wildtiere | |
| Verbesserung der Lebensfähigkeit von Wildtierpopulationen | |
| Entwicklung neuer Theorien, Methoden und Werkzeuge |
Das EUROVA-Konsortium entwickelt neue biotechnologische Ansätze für den Artenschutz, insbesondere Verfahren zur In-vitro-Reifung von Eizellen (IVM), In-vitro-Fertilisation (IVF) und In-vitro-Kultur von Embryonen (IVC). Ziel ist es, eine übertragbare Grundlage für den Erhalt hoch bedrohter Säugetierarten zu schaffen.
Ausgangspunkt des Forschungsansatzes ist die regelmäßige Gewinnung von Nashorn-Eizellen in europäischen Zoos mithilfe einer am Leibniz-IZW entwickelten und patentierten Eizellenentnahmevorrichtung. Die gewonnenen Eizellen werden hinsichtlich genetischer, struktureller und funktioneller Merkmale untersucht, um artspezifische Anforderungen an die Reproduktion besser zu verstehen.
Da jede Eizelle von besonderem Wert ist, kommen vor allem nicht-invasive Zeitraffertechnologien zum Einsatz, die Reifung und Entwicklung kontinuierlich überwachen und Daten zu relevanten Biomarkern liefern. Ergänzend werden ausgewählte molekulare Analysen durchgeführt. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, etablierte In-vitro-Protokolle aus der Human-, Rinder- und Mausforschung auf bedrohte Säugetierarten zu übertragen und weiterzuentwickeln.
Ziele, Innovation, Auswirkung, Anwendungsergebniss(e)
Langfristiges Ziel ist die Optimierung einer künstlichen, die mütterliche Umgebung nachbildenden Entwicklungsumgebung (ivDOME), um die Eizellreifung und frühe Embryonalentwicklung zu unterstützen und reproduktiv gesunde Nachkommen zu erzeugen.
Die Ergebnisse schaffen eine wissenschaftliche Grundlage für zukünftige Artenschutzstrategien und den Einsatz moderner Reproduktionstechnologien bei akut bedrohten Arten. Zwar unterliegen Naturschutzanwendungen besonderen rechtlichen Rahmenbedingungen, die eine direkte Kommerzialisierung einschränken, doch besitzen die im Projekt entwickelten Geräte und Verfahren erhebliches Innovationspotenzial für Anwendungen in verwandten biomedizinischen und biotechnologischen Bereichen. Schutzfähige Entwicklungen werden durch Patente gesichert.
Ausgewählte Publikationen
- Hildebrandt TB*, Holtze S*, Biasetti B, Bohner J, Cizmar D, Colleoni S, de Mori B, Diecke S, Galli C, Hayashi K, Kangethe F, Korody ML, Lekolool I, Ndereeh D, Kariuki L, Lazzari G, Mijele D, Mutisya S, Ngulu S, Omondi P, Seet S, Zywitza V, Stejskal J, Goeritz F. (2026, accepted for publication): De-extinction of the Northern White Rhinoceros (Ceratotherium simum cottoni). Journal of Reproduction and Development.
- Simone R, Čižmár D, Holtze S, Mulot B, Lamglait B, Knauf‐Witzens T, Weigold A, Hermes R, Hildebrandt TB (2024): Cryopreservation of okapi (Okapia johnstoni) oocytes following in vitro maturation. THERIOGENOLOGY WILD 4, 100088. doi:10.1016/j.therwi.2024.100088
- Subiran Adrados C, Ørnes Olesen H, Vernimmen Olesen S, Pors SE, Holtze S, Hildebrandt TB, Andersen CY, Kristensen SG (2024): Exploring the effect of PRP on vascularization and survival of follicles in human ovarian tissue transplanted to immunodeficient mice. Reproductive BioMedicine Online, S1472-6483(24)00463-2, https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2024.104274.
- Hildebrandt TB and Holtze S (2024): Advanced assisted reproduction technologies in endangered mammalian species. Reprod Dom Anim. 2024; 59(Suppl. 3):e14700. https://doi.org/10.1111/rda.14700
- Appeltant R, Hermes R, Holtze S, Hildebrandt TB, Williams SA (2024): Follicle-like and other novel structures found in ovaries of aged white rhinoceroses and their potential impact on oocyte recovery rate. Theriogenology Wild online 4 June 2024, 100096, https://doi.org/10.1016/j.therwi.2024.100096.
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Hildebrandt TB*, Holtze S*, Colleoni S*, Hermes R, Stejskal J, Lekolool I, Ndeereh D, Omondi P, Kariuki L, Mijele D, Mutisya S, Ngulu S, Diecke S, Hayashi K, Lazzari G, de Mori B, Biasetti P, Quaggio A, Galli C, Goeritz F. (2023). In vitro fertilization program in white rhinoceros. Reproduction.166:383-399. doi:10.1530/REP-23-0087.
- Simone R, Čižmár D, Holtze S, Michel G, Sporbert A, Okolo C, Hildebrandt TB. (2023). In vitro production of naked mole-rats’ blastocysts from non-breeding females using in vitro maturation and intracytoplasmic sperm injection. Sci Rep 13, 22355 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-49661-6.
- Hildebrandt TB, Hermes R, Goeritz F, Appeltant R, Colleoni S, de Mori B, Diecke S, Drukker M, Galli C, Hayashi K, Lazzari G, Loi P, Payne J, Renfree M, Seet S, Stejskal J, Swegen A, Williams SA, Zainuddin ZZ, Holtze S. (2021). The ART of bringing extinction to a freeze - History and future of species conservation, exemplified by rhinos. Theriogenology. 169:76-88. doi: 10.1016/j.theriogenology.2021.04.006. Epub 2021 Apr 18. PMID: 33940218.
- Hayashi K, Cesare G, Diecke S, Hildebrandt TB (2021): Artificially produced gametes in mice, humans and other species. REPROD FERTIL DEV 33, 91–101. doi:10.1071/RD20265
- Hildebrandt TB*, Holtze S*, Biasetti P, Colleoni S, de Mori B, Diecke S, Göritz F, Hayashi K, Hayashi M, Hermes R, Kariuki L, Lazzari G, Mijele D, Mutisya S, Ndeereh D, Ngulu S, Seet S, Zwilling J, Zywitza V, Stejskal J, Galli C (2021): Conservation Research in Times of Covid-19 – the Rescue of the Northern White Rhino. J APPL ANIM ETHICS RES 1, 1-22. doi:10.1163/25889567-BJA10009
- Hildebrandt TB, Hermes R, Colleoni S, Diecke S, Holtze S, Renfree MB, Stejskal J, Hayashi K, Drukker M, Loi P, Göritz F, Lazzari G, Galli C (2018): Embryos and embryonic stem cells from the white rhinoceros. NAT COMMUN 9, 2589. doi:10.1038/s41467-018-04959-2.
- Saragusty J, Diecke S, Drukker M, Durrant B, Ben-Nun I, Galli C, Göritz F, Hayashi K, Hermes R, Holtze S, Johnson S, Lazzari G, Loi P, Loring JF, Okita K, Renfree MB, Seet S, Voracek T, Stejskal J, Ryder OA, Hildebrandt TB (2016): Rewinding the process of mammalian extinction. ZOO BIOL 35, 280-292. doi:10.1002/zoo.21284.