Die Regenerationsfähigkeiten des Axolotl sind einzigartig und für die Wissenschaft sehr interessant. © IMP

 

Die Geheimnisse der mexikanischen Wassermonster

Das Axolotl, Aztekisch für "Wassermonster", ist ein ganz besonderer Schwanzlurch. Er kann Gliedmaßen und Organe vollständig regenerieren. Das Wiener Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie versucht diesen Vorgang zu entschlüsseln.

Auf den ersten Blick traut man es dem Axolotl nicht zu. Die kleinen Schwanzlurche sehen aus, als wären sie einem Trickfilm entsprungen, und erinnern ein wenig an die 80er-Jahre-Kindersendung "Fraggles". Doch das Tier hat erstaunliche Fähigkeiten, die für die Forschung hochinteressant sind. "Nach Verletzungen können komplette Gliedmaßen, Organe und sogar Teile des Nervensystems, wie Gehirn und Rückenmark, nachwachsen. Die regenerierten Körperteile sind voll funktionsfähig und von den ursprünglichen praktisch nicht zu unterscheiden", sagt Biochemikerin Elly Tanaka, eine führende Spezialistin auf dem Gebiet der Regenerationsbiologie.

Kleines Tier, erstaunliche Fähigkeiten

Das Forschungsinstitut für Molekulare Pathologie ist eine biomedizinische Forschungseinrichtung, die anwendungsoffene Grundlagenforschung im Bereich der molekularen Lebenswissenschaften betreibt. Als Teil des Vienna Biocenters leistet man international beachtete Forschungsarbeit. "Am IMP beschäftigen wir uns mit den grundlegenden molekularen Vorgängen des Lebens. Dazu gehören etwa die Teilung und die Spezialisierung von Zellen, die Funktion und Steuerung der Gene, die Signalübertragung in und zwischen Zellen und vieles mehr. Wenn solche elementaren Prozesse entgleisen, kommt es zu vielfältigen Erkrankungen, daher der Begriff Pathologie. Es geht also um die Entschlüsselung molekularer Vorgänge im gesunden und kranken Organismus", sagt Tanaka.

Tanakas Forschungsgruppe untersucht die Regenerationsvorgänge beim Axolotl. Dazu steht ihr die größte Axolotl-Kolonie Europas zur Verfügung. Über 2.000 Tiere gibt es hier. "Wir untersuchen, welche Signale den Anstoß zur Regeneration geben, welche Gene dabei aktiv werden und aus welchen Zellen sich das neue Gewebe bildet. Dazu werden auch genetisch veränderte Tiere verwendet, bei denen bestimmte Gene experimentell stillgelegt wurden", sagt Tanaka.

 

Genom erfolgreich entschlüsselt

Für dieses Forschungsvorhaben entwickelt das Team Methoden, um Tiere mit bestimmten genetischen Veränderungen zu erzeugen. So baute man eine große Anzahl verschiedener Axolotl-Stämme, bei denen unterschiedliche Stammzellen markiert sind, auf. Das erlaubt Tanaka zu verfolgen, welche Rolle diese Stammzellen bei der Regeneration spielen. Erfolge konnte man bereits erzielen. "Wir wissen, welche Stammzellen nach Verletzungen aktiviert werden und durch welche Signale dies ausgelöst wird. Wir fanden auch heraus, dass sich Nerven-Stammzellen zunächst in eine embryonale Form zurückverwandeln, um verletztes Rückenmark nachzubilden. Wir kennen die molekularen Signale, die diesen Zellen die Richtung vorgeben. Und nicht zuletzt konnten wir letztes Jahr das gesamte Axolotl-Genom entschlüsseln", sagt Tanaka. Das ist besonders wichtig, da es erlaubt, Vergleiche mit anderen Spezies anzustellen. So kann man vielleicht verstehen, warum auch verwandte Arten, wie Frösche, diese Fähigkeiten nicht haben.

Längerfristig hofft man, dass Ergebnisse Menschen helfen. "Das Ziel ist zunächst Erkenntnisgewinn, wie bei jeder Art von Grundlagenforschung. Aber natürlich schwingt auch die ferne Möglichkeit mit, im Menschen womöglich schlummernde Fähigkeiten zu aktivieren und damit die Regeneration von Geweben nach Verletzungen zu ermöglichen. Man muss nicht gleich an ein ganzes Bein denken, das nachwächst. Es würde schon helfen, wenn wir bei größeren Knochenverletzungen bessere Heilungserfolge erzielen könnten", sagt Tanaka.

Forschungsstandort Wien überzeugt

Mit den Bedingungen im Biocenter ist Tanaka dabei äußerst zufrieden. "Wir forschen hier unter besten Bedingungen, in absoluter wissenschaftlicher Freiheit und in einem intellektuell stimulierenden Umfeld. Als Teil des Vienna Biocenter genießen wir den Austausch mit hervorragenden Kolleginnen und Kollegen aus über 90 Forschungsgruppen, eine internationale Atmosphäre und den Zugang zu optimalen wissenschaftlichen Services", sagt Tanaka. Mit der Universität Wien und der Meduni Wien, der Boku und der Vetmeduni, den Instituten der ÖAW und dem IST Austria knapp außerhalb der Stadt sieht die Forscherin gerade die sogenannten Life Sciences hervorragend aufgestellt.

"Besonders das Gebiet der Stammzellforschung wächst gerade hier in Wien sehr rasch und hat, auch durch die Rekrutierung von exzellenten Fachleuten, zu einer sehr lebhaften Forschungslandschaft geführt. Innerhalb Österreichs ist der Standort Wien nicht zu toppen", sagt Tanaka. Sie selbst möchte zwei Disziplinen, Evolutionsbiologie und die Regenerationsbiologie, zusammenführen, um zu verstehen, wie sich die Fähigkeit zur Regeneration bei einigen Wirbeltieren entwickelt hat. "Das ist deshalb so spannend, weil wir daraus Schlüsse ziehen können, ob auch bei anderen Wirbeltieren die verborgene Fähigkeit zur Regeneration wiedererweckt werden kann", sagt Tanaka.