Wissenschaftler lassen Eidechsenschwanz mit Stammzellentechnologie nachwachsen

Von Lisa Rapaport

Nov. 2021 -- Wissenschaftler haben embryonale Stammzellen von Eidechsen gentechnisch verändert, um erwachsenen Eidechsen abgetrennte Schwänze nachwachsen zu lassen. Damit sind sie die Spezies, die dem Menschen am nächsten kommt, wenn es darum geht, ein verlorenes Gliedmaß zu regenerieren.

Eidechsen sind dafür bekannt, dass sie ihre Schwänze zur Selbstverteidigung abwerfen, wenn sie angegriffen werden, um Raubtiere lange genug abzulenken, damit sie entkommen können. Die Eidechsen leben vielleicht, um an einem anderen Tag zu kämpfen, aber der neue Schwanz, der ihnen wächst, ist nicht ganz derselbe wie der alte. Es handelt sich um eine Knorpelröhre ohne Wirbelsäule und die für die meisten Bewegungen erforderlichen Nerven.

Jetzt haben Forscher gentechnisch veränderte Stammzellen für den Schwanzersatz bei einer ausschließlich weiblichen Geckoart eingesetzt und sie dazu gebracht, neue Schwänze mit Nerven und Knochen zu bilden, so die in Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse.

Während der ursprünglichen Schwanzentwicklung, so fanden die Forscher heraus, steuern spezifische embryonale Stammzellen die Produktion eines kompletten Schwanzes, indem sie verschiedene Signale verwenden, um das Knorpelwachstum an der Unterseite und das Knochen- und Nervengewebe an der Oberseite des Schwanzes zu fördern.

Für einen Schwanzersatz hingegen geben adulte Versionen dieser Stammzellen aktiv Signale, die die Knochen- und Nervenbildung blockieren und nur die Knorpelentwicklung fördern. Das Ergebnis ist ein knorpellastiges Anhängsel mit eingeschränkter Beweglichkeit.

Als die Forscher diese Signale der adulten Stammzellen blockierten, wuchs den Eidechsen immer noch kein vollständiger Schwanz nach. Auch die Implantation der embryonalen Stammzellen in adulte Schwanzstummel hatte keine Wirkung. Die Entwicklung von Knochen- und Nervengewebe war immer noch blockiert.

Die Wissenschaftler waren jedoch nicht völlig ratlos. Sie wendeten sich den Werkzeugen des Gen-Editierens zu und stellten embryonale Zellen her, die nicht auf Signale zur Blockierung des Knochen- und Nervengewebewachstums reagieren konnten. Nach der Implantation dieser veränderten Zellen wuchsen den Echsen Schwänze mit Knochen, Nerven und Knorpel nach.

Es ist bei weitem nicht sicher, dass dieser Ansatz auch bei anderen Spezies, einschließlich des Menschen, zum Nachwachsen von Gliedmaßen führen könnte. Aber es zeigt, wie das Verständnis dieser frühen Entwicklungsprozesse das Reparaturinstrumentarium für Erwachsene erweitern kann.